ناسا از نسل جدید تراشه ضد تشعشع رونمایی کرد

به گزارش صبح ساحل، ناسا و شرکت میکروچیپ(Microchip) در حال آزمایش یک پردازنده نسل جدید هستند که می‌تواند نحوه پیمایش و تجزیه و تحلیل داده‌ها در فضاپیماها را تغییر دهد.

به نقل از آی‌ای، ناسا در حال آزمایش یک پردازنده فضایی نسل جدید است که برای افزایش چشمگیر قدرت محاسباتی در فضاپیماهای آینده طراحی شده است.

این تراشه که از طریق همکاری بین ناسا و شرکت «میکروچیپ تکنولوژی» توسعه یافته است، در نهایت می‌تواند به فضاپیماها اجازه دهد حجم عظیمی از داده‌ها را پردازش کرده و بدون انتظار برای دستورات از زمین تصمیم‌گیری کنند.

مهندسان می‌گویند این پردازنده می‌تواند نحوه مدیریت اکتشافات فضایی عمیق، فرودهای سیاره‌ای و ماموریت‌های سرنشین‌دار آینده به ماه و مریخ توسط ناسا را ​​متحول کند.

آزمایش‌های اولیه در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در کالیفرنیا نشان می‌دهد که این تراشه تقریباً ۵۰۰ برابر عملکرد بهتری از پردازنده‌های مقاوم در برابر تشعشع که در حال حاضر در فضا استفاده می‌شوند، دارد.

ساخته شده برای فضای عمیق

این پردازنده در «مرکز پروژه محاسبات پرواز فضایی با کارایی بالا»(HPSC) ناسا قرار دارد. این سیستم جدید برخلاف تراشه‌های تجاری استاندارد، باید سال‌ها بدون نیاز به تعمیر در برابر تشعشعات شدید، شرایط پرتاب خشن و نوسانات شدید دما مقاومت کند.

این سخت‌افزار که به عنوان یک سیستم روی تراشه یا SoC شناخته می‌شود، چندین عملکرد محاسباتی اصلی را در یک واحد فشرده ترکیب می‌کند که شامل واحدهای پردازش مرکزی، سیستم‌های شبکه پیشرفته، حافظه، تخلیه محاسباتی و رابط‌های ورودی/خروجی است.

طراحی آن منعکس‌کننده معماری فشرده موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها است. با این حال، نسخه ناسا برای ماموریت‌های اعماق فضا که در آن خرابی‌های الکترونیکی می‌تواند عملیات فضاپیما را فلج کند، مقاوم‌سازی شده است.

یوجین شوانبک(Eugene Schwanbeck)، از مدیران ناسا در مرکز تحقیقات لانگلی این آژانس در همپتون ویرجینیا می‌گوید: این سیستم چند هسته‌ای جدید که بر پایه میراث پردازنده‌های فضایی قبلی ساخته شده است، تحمل خطا، انعطاف‌پذیری و عملکرد بسیار بالایی دارد.

ناسا معتقد است که این پردازنده در نهایت از سیستم‌های هوش مصنوعی در فضاپیما پشتیبانی خواهد کرد. این سیستم‌ها می‌توانند محیط‌ها را تجزیه و تحلیل کنند، خطرات را هدایت کنند و به شرایط غیرمنتظره در لحظه واکنش نشان دهند.

جهش قدرت پردازش

فضاپیماهای فعلی اغلب از پردازنده‌های قدیمی استفاده می‌کنند، زیرا تراشه‌های مدرن برای زنده ماندن در برابر تشعشعات فضایی مشکل دارند. این محدودیت، محاسبات داخلی را محدود می‌کند و بسیاری از ماموریت‌ها را مجبور می‌کند تا به شدت به پردازش مبتنی بر زمین متکی باشند. تراشه جدید ناسا قصد دارد این تنگنا را از بین ببرد.

مهندسان JPL چندین ماه را صرف آزمایش پردازنده تحت شرایط شبیه‌سازی شده اعماق فضا کرده‌اند. این تراشه تحت آزمایش‌های تابش تشعشع، آزمایش حرارتی، ارزیابی شوک و ارزیابی تداخل الکترومغناطیسی قرار گرفته است.

جیم باتلر(Jim Butler)، مدیر پروژه محاسبات فضایی با کارایی بالا در JPL گفت: ما این تراشه‌های جدید را با انجام آزمایش‌های تشعشع، حرارتی و شوک و همچنین ارزیابی عملکرد آنها از طریق یک کمپین آزمایش عملکردی دقیق، از طریق دستگاه تصفیه آب آزمایش می‌کنیم.

تابش تشعشع همچنان یکی از بزرگترین چالش‌های فنی است. ذرات پرانرژی از خورشید و فضای عمیق می‌توانند قطعات الکترونیکی فضاپیما را خراب کرده و سیستم‌ها را به «حالت ایمن» فرو ببرند و عملیات غیرضروری را خاموش کنند.

ناسا همچنین این تراشه را با استفاده از شبیه‌سازی‌های فرود سیاره‌ای با دقت بالا آزمایش کرد. این سناریوها مستلزم آن هستند که فضاپیما تقریباً فوراً جریان‌های عظیمی از داده‌های حسگر را پردازش کند.

باتلر می‌گوید: ما برای شبیه‌سازی عملکرد در دنیای واقعی از سناریوهای فرود با دقت بالا و از ماموریت‌های واقعی ناسا استفاده می‌کنیم که معمولاً برای پردازش حجم عظیمی از داده‌های حسگر فرود به سخت‌افزارهای پرمصرف نیاز دارند. این زمان هیجان‌انگیزی برای ماست تا روی سخت‌افزاری کار کنیم که جهش‌های بزرگ بعدی ناسا را ​​​​ممکن می‌سازد.

ناسا در سال ۲۰۲۲ شرکت «Microchip Technology» را به عنوان شریک تجاری خود انتخاب کرد. این شرکت در کنار ناسا و JPL، تحقیق و توسعه خود را تأمین مالی کرد.

این پردازنده پس از تأیید برای پروازهای فضایی می‌تواند در مدارگردها، مریخ‌نوردهای سیاره‌ای، زیستگاه‌های سرنشین‌دار و کاوشگرهای اعماق فضا ظاهر شود. ناسا همچنین انتظار دارد که این فناوری بر صنایع مستقر در زمین، از جمله هوانوردی و خودروسازی تأثیر بگذارد.