Przełom w konstrukcji układów scalonych dla misji pozaziemskich
Amerykańska agencja kosmiczna NASA zaprezentowała najnowsze osiągnięcie w dziedzinie miniaturyzacji i odporności sprzętu komputerowego – procesor zaprojektowany specjalnie do pracy w ekstremalnych warunkach poza atmosferą Ziemi. Układ ten ma szansę diametralnie zmienić sposób, w jaki projektowane są sondy, łaziki i stacje kosmiczne.
Dotychczasowy standard w kosmicznej elektronice opierał się na architekturach sprzed kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu lat. Na przykład łaziki marsjańskie, takie jak Curiosity i Perseverance, wykorzystują procesory RAD750, które są zmodyfikowanymi wersjami układów PowerPC 750 z 1997 roku. Powodem takiego stanu rzeczy jest niezwykle trudne środowisko panujące w kosmosie – wysoki poziom promieniowania jonizującego może uszkodzić standardowe układy krzemowe, a gwałtowne zmiany temperatur (od -150°C do +120°C) wymagają specjalnych materiałów i konstrukcji.
Nowy procesor NASA, nazwany roboczo HPSC (High-Performance Spaceflight Computing), ma zapewnić nawet stukrotny wzrost wydajności obliczeniowej w porównaniu do obecnie używanych rozwiązań. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu zaawansowanych technik redundancji logicznej oraz nowatorskich materiałów półprzewodnikowych, które są odporne na uszkodzenia wywołane przez promieniowanie. Według inżynierów z Jet Propulsion Laboratory, kluczowym wyzwaniem było nie tylko zwiększenie mocy, ale także utrzymanie niskiego poboru energii – każdy wat ma znaczenie, gdy statek kosmiczny oddalony jest o setki milionów kilometrów od Słońca.
Wprowadzenie takiego układu otwiera drzwi do bardziej zaawansowanych misji autonomicznych. Łaziki będą mogły samodzielnie analizować próbki gruntu i podejmować decyzje o dalszych badaniach bez konieczności przesyłania danych na Ziemię i oczekiwania na odpowiedź, co przy opóźnieniach sygnału sięgających kilkudziesięciu minut jest kluczowe. Ponadto nowy procesor umożliwi przetwarzanie obrazów w wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym, co ma znaczenie dla misji poszukiwania śladów życia na księżycach Jowisza i Saturna.
Eksperci podkreślają, że rozwój technologii kosmicznej zawsze przekładał się na postęp w elektronice użytkowej. Przykładem mogą być kamery CMOS, które po raz pierwszy zastosowano w teleskopach Hubble’a, a dziś znajdują się w każdym smartfonie. Można się spodziewać, że rozwiązania wypracowane przy konstrukcji procesora HPSC trafią za kilka lat do komputerów odpornych na awarie, systemów sterowania w elektrowniach jądrowych czy pojazdów autonomicznych działających w trudnym terenie.
NASA planuje pierwsze testy nowego układu w warunkach symulujących kosmos jeszcze w tym roku, a docelowo procesor ma zostać zainstalowany w misji Europa Clipper, która ma zbadać lodowy księżyc Jowisza. Jeśli testy przebiegną pomyślnie, możemy być świadkami początku nowej ery w eksploracji Układu Słonecznego.
Foto: images.pexels.com
Leave a Reply