Il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha selezionato l’azienda Microchip Technology Inc. per lo sviluppo del nuovo processore spaziale HPSC (High Performance Spaceflight Computing). Questo nuovo computer fornirà almeno 100 volte la capacità di calcolo rispetto agli attuali dispositivi usati nelle missioni spaziali attive. Il contratto prevede un finanziamento da 50 milioni di dollari e fa parte di un progetto avviato dalla NASA nel 2018.
Microchip progetterà e consegnerà il nuovo processore in circa tre anni, con l’intento d’impiegarlo per le future missioni lunari e planetarie. La nuova architettura migliorerà l’efficienza di elaborazione totale necessaria per queste tipologie di missioni, consentendo persino una potenza di calcolo scalabile in base all’esigenza. Ad esempio, una missione sulla superficie di Marte richiede tanta potenza e velocità di calcolo durante le fasi di atterraggio, ma nelle operazioni di movimento sulla superficie o in quelle di uso dei laboratori di bordo del lander/rover sono richiesti meno calcoli e potenza.
Il processore di Microchip offrirà la possibilità di regolare la potenza di elaborazione a seconda dei requisiti delle operazioni che si devono svolgere, e permettendo alle volte di disabilitare alcune funzioni quando non sono in uso, riducendo il consumo energetico. Grazie a questo risparmio energetico e alla maggiore efficienza di calcolo, il chip sarà utile in diverse situazioni di una missione spaziale, tra cui l’atterraggio in terreni difficili, la gestione dello stato di salute della missione, la guida autonoma, navigazione e controllo e altro ancora.
La difficoltà di costruire un computer adatto allo spazio
Le radiazioni presenti nello spazio danneggiano le parti elettroniche, portandole al malfunzionamento e ad errori di calcolo, e infine al guasto definitivo. Per questo il design di questo nuovo processore dovrà essere ancora più affidabile e avere una maggiore tolleranza ai guasti rispetto agli attuali, come il RAD750. Quest’ultimo presenta un tempo medio tra guasti superiore a 4,3 milioni di ore.
Inoltre, a causa del tempo impiegato dai segnali per viaggiare dalla Terra a luoghi distanti nello spazio, molte manovre devono essere eseguite senza il controllo dalla Terra. Nel progetto di Microchip, la nuova piattaforma di calcolo fornirà una rete ethernet completa per l’invio di segnali, un’elaborazione di calcolo avanzata per ospitare software d’intelligenza artificiale e machine learning, utili per eseguire manovre autonome, aumentando al contempo le prestazioni e la tolleranza agli errori. Tutto questo si baserà su una nuova architettura del sistema di sicurezza a basso consumo energetico.
La missione Apollo 11 che portò l’uomo per la prima volta sulla superficie lunare poteva contare sul primo computer “portatile” della storia, chiamato AGC (Apollo Guidance Computer). Il cuore di questo PC era un processore con frequenza di clock di appena 2 MHz e soli 72 KB di memoria RAM. Dal 2005 alcune delle più importanti missioni spaziali come la sonda Mars Reconnaissance Orbiter o il rover Perseverance, sono governate dal RAD750 di BAE Systems, un computer di bordo fornito di una CPU con una frequenza di clock fino a 200 MHz e capace di sopportare fino a 200.000 rad con temperature comprese tra -55°C e 125°C.
Il nuovo processore di Microchip supererà, per potenza di calcolo e consumo energetico i suoi predecessori. Questo è un passo importante per il futuro delle missioni spaziali americane, un passo generazionale dovuto, dato che la maggior parte degli attuali computer per lo spazio si basano su una tecnologia vecchia di quasi 30 anni.
Continua a seguire Astrospace.it sul canale Telegram, sulla pagina Facebook e sul nostro canale Youtube. Non perderti nessuno dei nostri articoli e aggiornamenti sul settore aerospaziale e dell’esplorazione dello spazio.
