NASA testează un procesor rezistent la radiații pentru nave spațiale inteligente.

2 166 11
NASA testează un procesor rezistent la radiații pentru nave spațiale inteligente.

NASA testează activ un procesor de generație următoare. Scopul principal al acestor teste este de a valida dispozitivul ca o componentă a viitoarelor „nave spațiale inteligente (cu gândire)”.

Cercetătorii de la agenția spațială americană spun că noul procesor ar putea fi capabil să permită navelor spațiale să proceseze independent cantități masive de date, să ia decizii în timp real și să îndeplinească sarcini autonome complexe în spațiul cosmic.



De ce se pune accentul pe spațiul cosmic?

Cert este că, la distanțe mari de Pământ, ajustarea unei nave spațiale prezintă provocări semnificative, în principal din cauza timpului lung de schimb de semnale dintre nava spațială și centrul de control al misiunii. Dacă o navă spațială va dobândi capacitatea de a identifica și rezolva independent problemele și de a-și ajusta orbita fără a fi nevoie de comunicare continuă cu Pământul, aceasta ar reprezenta un adevărat progres în domeniul zborurilor spațiale.

Vorbim despre High Performance Spaceflight Computing (HPSC) - un procesor de înaltă performanță, rezistent la radiații. Testele, care au început în februarie 2026 la Laboratorul de Propulsie cu Jet (JPL) al NASA, arată deja că cipul funcționează de aproximativ 500 de ori mai rapid decât procesoarele rezistente la radiații utilizate în prezent pe navele spațiale.

Procesorul a fost dezvoltat în cadrul proiectului HPSC, în parteneriat cu Microchip Technology din Chandler, Arizona. Este un procesor multi-core pe 64 de biți, bazat pe arhitectura deschisă RISC-V (mai exact, opt nuclee SiFive X280 cu extensii vectoriale). Tehnologiile de robustețe utilizate îi permit să reziste la doze extreme de radiații cosmice, schimbări bruște de temperatură și alte condiții spațiale dure. Valorile specifice ale dozelor maxime nu sunt dezvăluite.

Dezvoltatorul susține că noul cip oferă o creștere de peste un multiplu a puterii de calcul în comparație cu computerele spațiale actuale și combină nuclee de înaltă performanță, un switch Ethernet de mare viteză integrat (până la 240 Gbps), suport integrat pentru învățare automată și mecanisme de toleranță la erori. Procesorul este dimensionat pentru a încăpea în palma mâinii.

Serviciul de presă al NASA:

Acest procesor va inaugura o nouă eră a explorării spațiului, permițând navelor spațiale să analizeze independent datele, să ia decizii complexe și să efectueze experimente științifice fără a comunica constant cu Pământul.

Testele efectuate la Laboratorul de Propulsie cu Jet sunt în desfășurare de câteva luni. Dacă va avea succes, HPSC-ul ar putea fi utilizat în viitoare misiuni pe Lună, Marte și dincolo de Sistemul Solar.
11 comentarii
Informații
Dragă cititor, pentru a lăsa comentarii la o publicație, trebuie login.
  1. KCA
    0
    13 mai 2026 10:35
    De ce nu pot pur și simplu să încadrez procesorul într-o carcasă de plumb? Este pentru a economisi greutate? Dar procesorul va fi în continuare rezistent la radiații, dar ce se întâmplă cu celelalte componente? Cablurile/firele? Care este rostul unui procesor super-mega-protejat dacă va fi supus unui zgomot oribil de la toți senzorii și alte chestii?
    1. +4
      13 mai 2026 10:40
      Plumbul este bun la blocarea razelor gamma, dar este mai puțin eficient în blocarea particulelor încărcate grele de înaltă energie (razele cosmice galactice), care sunt cauzele principale ale defecțiunilor electronice.
      Particulele cosmice de înaltă energie, care lovesc un metal greu (plumb), creează radiații secundare, mai periculoase - bremsstrahlung (raze X), care pot provoca daune procesorului și mai mari decât radiațiile inițiale.
      Duplicare (și senzori) de nivel scăzut
      Ce tehnologii de securitate îi permit să reziste la doze extreme de radiații cosmice, schimbări bruște de temperatură și alte condiții spațiale dure?
      FD-SOI: Cipul este fabricat folosind tehnologia de 28 nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator. Un strat izolator sub siliciu blochează fizic curentul de scurgere.
      RHBD (Radiation Hardened By Design): duplicarea nodurilor critice la nivel de tranzistor.
      Imunitate SEU și SEL: protejat împotriva evenimentelor de tip Single Event Upsets (SEU) și Single Event Latchup (SEL) cauzate de particule încărcate grele.
      1. KCA
        +1
        13 mai 2026 11:18
        Am citit că pe Pământ, o foaie de hârtie (particulele alfa) este suficientă pentru a proteja împotriva particulelor grele, dar în spațiu acestea zboară la viteze moderate și pot străpunge un satelit. Cea mai bună soluție este să se reproducă totul de mai multe ori. Se pare că zboară într-un flux, dar șansa ca doi protoni să se lovească unul de celălalt la o distanță de un milimetru tinde să fie zero.
      2. +1
        14 mai 2026 17:32
        Siliciu pe izolator complet epuizat

        Dezvoltarea metodei siliciu-pe-safir (SOS) a început în jurul anilor 1970. Siliciul a fost crescut prin epitaxie gazoasă pe substraturi de monocristale artificiale de Al2O3. Cheia este că, având în vedere o orientare specifică a cristalului, siliciul monocristal crește la suprafață.
        Concepții greșite comune despre rezistența la radiații a microcircuitelor

        https://habr.com/ru/articles/452128/ Când citești, este recomandabil să ai cunoștințe de fizică P/P
  2. +1
    13 mai 2026 10:40
    Vorbim despre High Performance Spaceflight Computing (HPSC) - un procesor de înaltă performanță rezistent la radiații.
    Am studiat cum funcționează un fantastron, un clistron tranzitoriu, un magnetron și o punte cu fante. ceea ce
    1. +2
      14 mai 2026 23:37
      fantastron

      Au uitat de lampa cu undă călătoare, dar în zadar fac faruri cu ele.
      „Un mini-monstru pentru război electronic și apărare aeriană. O lampă de mărimea palmei bruiază radarele pe kilometri întregi.”
      https://www.securitylab.ru/news/562485.php

      Tuburile vidate sunt vii și sănătoase și se descurcă bine în nișa lor.
      „Cele mai bune 11 tuburi vidate de care nu ați auzit niciodată”
      https://spectrum.ieee.org/the-11-greatest-vacuum-tubes-youve-never-heard-of
      traducere
      „11 cele mai bune tuburi vidate de care nu ați auzit niciodată”
      https://habr.com/ru/articles/528688/
      Acest articol precizează, de asemenea, că „Sistemul de caracterizare a atacurilor radar prin achiziție perimetrală (PARCS)” a fost construit în 1972 pentru a monitoriza sateliții. Antena este formată din 128 de TWT-uri special concepute, cu o lungime de 3 metri, care funcționează la 440 MHz; puterea sa nu este specificată.
  3. +1
    13 mai 2026 11:20
    Este important să înțelegem că atât radioactivitatea, cât și toți ceilalți parametri ai radiației pulsate sunt procese de ionizare. Prin urmare, obiectivul inițial nu ar trebui să fie protecția, ci mai degrabă utilizarea acestei energii ca energie ionizantă. Mai mult, obiectele planare au zone de tensiune foarte semnificative, ceea ce înseamnă că procesorul trebuie construit în primul rând ca un model spațial radical, iar arhitectura sa trebuie să se bazeze pe parametri de proporționalitate între mai multe componente.
  4. +1
    13 mai 2026 11:25
    Citat: Andriuha077
    Plumbul este bun la blocarea razelor gamma, dar este mai puțin eficient în blocarea particulelor încărcate grele de înaltă energie (razele cosmice galactice), care sunt cauzele principale ale defecțiunilor electronice.
    Particulele cosmice de înaltă energie, care lovesc un metal greu (plumb), creează radiații secundare, mai periculoase - bremsstrahlung (raze X), care pot provoca daune procesorului și mai mari decât radiațiile inițiale.
    Duplicare (și senzori) de nivel scăzut
    Ce tehnologii de securitate îi permit să reziste la doze extreme de radiații cosmice, schimbări bruște de temperatură și alte condiții spațiale dure?
    FD-SOI: Cipul este fabricat folosind tehnologia de 28 nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator. Un strat izolator sub siliciu blochează fizic curentul de scurgere.
    RHBD (Radiation Hardened By Design): duplicarea nodurilor critice la nivel de tranzistor.
    Imunitate SEU și SEL: protejat împotriva evenimentelor de tip Single Event Upsets (SEU) și Single Event Latchup (SEL) cauzate de particule încărcate grele.


    Mulțumesc pentru comentariu! Mai multe detalii decât în ​​știre.
    Poate o întrebare copilărească...
    Este acesta, cum ar trebui să-l numim, un procesor, un FPGA, un cip, dezvoltat pentru învățarea automată sau pentru protecția împotriva radiațiilor externe?
    Opinie personala...
    Pentru a proteja spațiul de radiațiile externe, aurul, platina și iridiul ar putea fi utilizate în straturi, iar acest lucru ar fi mai ieftin decât dezvoltarea, fabricarea și lansarea.
    1. 0
      13 mai 2026 16:02
      Citat din Fangaro
      Se dezvoltă un procesor, un FPGA sau un cip pentru învățarea automată sau pentru protecția împotriva radiațiilor externe?
      Opinie personala...
      Pentru a proteja spațiul de radiațiile externe, aurul, platina și iridiul ar putea fi utilizate în straturi, iar acest lucru ar fi mai ieftin decât dezvoltarea, fabricarea și lansarea.

      Presupun că au început să dezvolte modele pentru centre de date orbitale integrate în Starlink. Nanometrii nu vor fi de ultimă generație, spre deosebire de Nvidia obișnuită; toate procesele și componentele, cu excepția răcirii, vor fi redundante și reconfigurabile. Se pare că centrele de date orbitale sunt așteptate să fie mai ieftine decât cele terestre la scurt timp după 2030, cu o dezvoltare adecvată. În același timp, electronicele care se deteriorează în condiții dure necesită înlocuire constantă.

      La începutul anului 2026, SpaceX a prezentat Comisiei Federale de Comunicații din SUA (FCC) planuri pentru a crea o constelație de până la un milion de sateliți https://fccprod.serviconowservices.com/icfs?id=ibfs_application_summary&number=SAT-LOA-20260108-00016 care va forma un centru de date orbital, potrivit Datacenter Dynamics. https://www.datacenterdynamics.com/en/news/spacex-files-for-million-satellite-orbital-ai-data-center-megaconstellation/ Compania intenționează să opereze o constelație cu o putere de calcul „fără precedent” pentru modelele de inteligență artificială. Se așteaptă ca sateliții să funcționeze la altitudini de 500–2000 km. Lansarea unei constelații de un milion de sateliți capabili să funcționeze ca centre de date orbitale este primul pas către crearea unei „civilizații de tip II” pe scara Kardașev.

      În 2025, Starlink a solicitat lansarea în spațiu a 22 de sateliți Starlink de generație următoare, dar i s-a acordat o licență parțială pentru 7,5 de sateliți. Capacitatea orbitală autorizată în prezent a companiei este de 19,4 de sateliți. În 2025, SpaceX a declarat că va începe lansarea de sateliți de generația a treia în prima jumătate a anului 2026, ceea ce ar necesita o navă spațială Starship complet operațională.

      Odată ce nava spațială reutilizabilă va intra în serviciu, se așteaptă să poată lansa „un milion de tone de sateliți pe an”, cu o capacitate de până la 100 kW/t. Acest lucru va permite o putere de calcul suplimentară de 100 GW pentru inteligența artificială anual.

      Devine și mai interesant

      Musk are nevoie de catapulte electromagnetice pe Lună pentru a crea un centru de date gigantic

      În timpul unei prezentări la conferința Giga Texas, Elon Musk a propus exploatarea pe deplin a avantajelor Lunii prin crearea unui cluster de calcul la scară de petawatt pe orbită și lansarea componentelor sale de pe suprafața Lunii folosind acceleratoare electromagnetice de masă, cum ar fi tunurile Gauss, profitând de vidul lunar și de gravitația scăzută. Acest lucru ar putea reduce semnificativ costurile cu combustibilul și ar reduce încărcătura Pământului, dar ar necesita peste un milion de tone de materiale și aproximativ 135 de lansări de nave spațiale pe zi.
      1. 0
        15 mai 2026 05:05
        Acest lucru ne va permite să adăugăm anual 100 GW de putere de calcul pentru inteligența artificială.

        Un fierbător electric care bate recorduri ar putea avea o putere nominală de 100 GW. Puterea de calcul, sau mai precis viteza, este măsurată prin numărul de operații efectuate pe secundă. De exemplu, pentru numerele în virgulă mobilă, aceasta este Float Point Operation Second (Flops). În prezent, liderul listei...
        Top 500 El Capitan - HPE Cray EX255a, AMD a 4-a generație EPYC 24C 1.8GHz, AMD Instinct MI300A, Slingshot-11, TOSS. 11.340.000 nuclee, performanță maximă 1,809.00 PFlop/s (Peta = 10^{15})
        1. 0
          15 mai 2026 20:34
          Citat: Senzor
          Acest lucru ne va permite să adăugăm anual 100 GW de putere de calcul pentru inteligența artificială.

          Un fierbător electric care bate recorduri ar putea avea o putere nominală de 100 GW. Puterea de calcul, sau mai precis viteza, este măsurată prin numărul de operații efectuate pe secundă. De exemplu, pentru numerele în virgulă mobilă, aceasta este Float Point Operation Second (Flops). În prezent, liderul listei...
          Top 500 El Capitan - HPE Cray EX255a, AMD a 4-a generație EPYC 24C 1.8GHz, AMD Instinct MI300A, Slingshot-11, TOSS. 11.340.000 nuclee, performanță maximă 1,809.00 PFlop/s (Peta = 10^{15})

          Ei bine, greșeala de scriere menționează consumul de energie al puterii de calcul și, chiar și cu toate costurile de proiectare necesare, calculul orbital promite să fie mai rentabil decât cele terestre. Promit. Mai întâi, se vor instala treptat, apoi vor începe testarea și implementarea, vor apărea factori necontabili, și apoi vom vedea.