NASA testuje procesor kosmiczny 500 razy szybszy od obecnych! Rewolucja w misjach na Marsa i Księżyc

Podróże kosmiczne to nie tylko rakiety i paliwo, ale także sprzęt, który nie 'stopi się' od promieniowania słonecznego. Podczas gdy my na Ziemi zmieniamy smartfony co rok, łaziki marsjańskie od dekad polegają na mocach obliczeniowych na poziomie pierwszego PlayStation. Jednak era antycznej elektroniki w kosmosie najwyraźniej dobiega końca. NASA we współpracy z Microchip Technology osiągnęła końcowy etap testowania nowego systemu High Performance Spaceflight Computing (HPSC).

Sprzęt, który nie boi się 'słonecznego wiatru'

Początkowe plany twórców wydawały się ambitne: liczyli na stukrotny wzrost wydajności w porównaniu z dotychczasowymi rozwiązaniami. Ale rzeczywistość okazała się jeszcze ciekawsza. Eksperymentalne próbki HPSC podczas testów w Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) wykazały szybkość, która 500 razy przekracza wydajność współczesnych procesorów odpornych na promieniowanie. To nie tylko 'kosmetyczny remont' architektury, ale prawdziwy skok w przyszłość.

Sekret tej odporności tkwi w specjalnej architekturze SoC (System-on-a-Chip). Została zaprojektowana tak, aby wytrzymać nie tylko niszczące dawki promieniowania, ale także ekstremalne wahania temperatur oraz przeciążenia podczas lądowania na innych planetach. Obecnie system jest testowany na urządzeniach wibracyjnych i poddawany próbom termicznym, aby upewnić się, że nie zawiedzie na orbicie Europy czy w piaskach Marsa.

Dlaczego łazikowi marsjańskiemu potrzebna jest tak duża moc?

Głównym problemem dalekich misji jest opóźnienie sygnału. Kiedy każdy rozkaz z Ziemi dociera minutami, a nawet godzinami, aparat musi umieć myśleć samodzielnie. Potężne obliczenia pokładowe pozwolą roverom i sondom:

• Analizować skład gruntu i atmosfery w czasie rzeczywistym bez przesyłania 'surowych' danych na Ziemię.
• Układać skomplikowane trasy przez trudny teren bez oczekiwania na zatwierdzenie operatorów.
• Zarządzać autonomicznymi systemami podtrzymywania życia na przyszłych bazach księżycowych.

Projekt rozwijany od 2022 roku w ramach programu Game Changing Development, ma stać się technologicznym fundamentem dla misji "Artemis". Wysoka autonomia to jedyna droga do pomyślnej kolonizacji Księżyca i przygotowania się do lotu na Marsa.

Techniczna elastyczność i ziemskie perspektywy

Ciekawostką jest, że HPSC jest zbudowany w systemie modułowym. Łączy w jednej obudowie główny procesor, moduły pamięci i interfejsy sieciowe. To pozwala na elastyczne dostosowanie zużycia energii: jeśli urządzenie nie potrzebuje pełnej mocy, może wyłączyć część bloków, oszczędzając baterie.

Po zakończeniu certyfikacji NASA planuje wdrażać te chipy we wszystkich nowych urządzeniach. Ale na tym historia się nie kończy. Firma Microchip Technology już rozważa możliwości adaptacji rozwoju na rynek cywilny. Dzięki swojej niesamowitej niezawodności, takie procesory mogą znaleźć zastosowanie w autonomicznych pojazdach i skomplikowanych systemach lotniczych, gdzie błąd z powodu awarii elektroniki nie jest dopuszczalny.

Ważne jest zrozumienie, że autonomia w kosmosie wymaga nie tylko potężnych procesorów, ale także stabilnego zasilania. Na przykład, dla długoterminowych misji NASA przygotowuje wodorową 'baterię', która pomoże przetrwać długie księżycowe noce.