RW Space

Поскольку освоение космоса уводит космические корабли и экипажи все дальше и дальше от Земли, потребность в системах, которые могут работать при минимальном (или нулевом) контроле со стороны человека, возрастает.

Это необходимо отчасти из-за расстояний, из-за которых астронавты на Луне и Марсе будут подвержены задержкам связи, что затрудняет оперативную отправку и получение отчетов и данных.

В то же время автономные системы могут ускорить темпы получения научных результатов за счет более быстрого получения данных. анализ.

Процессоры также необходимо укрепить, чтобы они могли противостоять суровым космическим условиям, включая экстремальные температуры и высокие уровни радиации.

Чтобы удовлетворить эту потребность, программа НАСА Game Change Development (GCD) заключила коммерческое партнерство по разработке системы высокопроизводительных космических вычислений (HPSC).

Этот революционный чип даст космическому кораблю возможность самостоятельно мыслить, и он только что завершил свой первый раунд испытаний на воздействие окружающей среды.

Традиционно НАСА полагалось на чипы, разработанные в предыдущие десятилетия, которые были разработаны как прочные и надежные. Но, учитывая текущую скорость, с которой миссии накапливают данные, необходимы модернизированные чипы для их более быстрой и эффективной обработки и анализа.

Это побудило НАСА и технологическую компанию Microchip Technology Inc. из Аризоны создать HPSC, радиационно-стойкий высокопроизводительный процессор, способный обеспечить в 100 раз большую вычислительную мощность существующих систем.

Процессор HPSC является примером системы на кристалле (SoC), компактной интегральной схемы, обычно встречающейся в смартфонах. и планшеты, которые объединяют все основные элементы вычислительной системы в одном микрочипе.

Это включает в себя центральные процессоры (ЦП, вычислительные разгрузки, расширенные сетевые блоки, память и интерфейсы ввода-вывода).

Однако только системы на кристалле, тестируемые JPL, созданы для того, чтобы прослужить долгие годы. работая на расстоянии миллионов или даже миллиардов километров от Земли и ремонтируя объекты.

«Основываясь на наследии предыдущих космических процессоров, эта новая многоядерная система является отказоустойчивой, гибкой и чрезвычайно высокопроизводительной», — сказал Юджин Шванбек, менеджер программного элемента в программе НАСА GCD.

«Приверженность НАСА развитию вычислений в космических полетах является триумфом технических достижений и сотрудничества».

В дополнение к вычислительной мощности, чипы будут обеспечить высокопроизводительную обработку потока данных искусственного интеллекта с масштабируемыми возможностями векторных вычислений.

HPSC спроектирован так, чтобы его можно было адаптировать с точки зрения энергопотребления и вычислительной производительности, поэтому функции можно отключать, когда они не используются, или переводить их в режимы с пониженным энергопотреблением.

Эта способность означает, что процессор HPSC можно использовать для миссий с различными требованиями к электропитанию, повышая энергоэффективность, поскольку электроэнергия является жизненно важным ресурсом в космосе.

Чтобы гарантировать, что эти чипы смогут справиться с космическими полетами, технические специалисты из Лаборатория реактивного движения НАСА проводит различные испытания, повторяющие проблемы, с которыми они столкнутся, такие как электромагнитное излучение и экстремальные температуры.

Частицы высокой энергии Солнца (солнечный ветер) и космические лучи могут вызывать ошибки, а сильный холод может привести к отключению батарей, что переводит космический корабль в «безопасный режим».

«Мы подвергаем эти новые чипы испытанию, проводя радиационные, термические и ударные испытания, а также оценивая их производительность с помощью кампания по тщательному функциональному тестированию», — сказал Джим Батлер, руководитель проекта по высокопроизводительным космическим вычислениям в Лаборатории реактивного движения.

«Чтобы смоделировать реальную производительность, мы используем высокоточные сценарии посадки из реальных миссий НАСА, для которых обычно требуется энергоемкое оборудование для обработки огромных объемов данных с датчиков посадки. Это захватывающее время для нас, чтобы работать над оборудованием, которое позволит НАСА совершить следующий гигантский скачок».

По теме: Марс следующего поколения НАСА. Вертолетные роторы преодолели звуковой барьер в ходе испытаний.

Испытания начались в феврале в Лаборатории реактивного движения и продлятся несколько месяцев, и результаты до сих пор обнадеживают.

Из того, что увидели инженеры Лаборатории реактивного движения, производительность процессора в 500 раз превышает производительность радиационно-стойких чипов, используемых в настоящее время.

После сертификации для космических полетов НАСА включит этот чип в вычислительное оборудование будущих орбитальных аппаратов, марсоходов, среды обитания и полеты в дальний космос.

Эта статья была первоначально опубликована журналом Universe Today. Прочтите оригинал статьи.