Пасьянс на Луне: NASA испытала новый космический компьютер

Экспериментальный радиационно-устойчивый компьютер NASA под названием RadPC успешно выдержал испытания в условиях мощного космического излучения при прохождении поясов Ван Аллена . Этот важный этап подтверждает надежность системы в экстремальной среде.

RadPC отправился в космос 15 января на борту ракеты SpaceX Falcon в рамках миссии Firefly Aerospace. Конечная цель миссии — работа на Луне в составе посадочного аппарата Blue Ghost, однако перед этим система провела более трех недель на орбите Земли, пройдя через радиационные пояса. Для любого электронного устройства это серьезное испытание, так как космические частицы могут вызывать ошибки в обработке данных и даже приводить к отказу системы.

NASA стремится создать устойчивые к радиации вычислительные системы, поскольку в космосе компьютеры являются неотъемлемой частью навигации, управления и связи. Разработка RadPC велась специалистами из Университета штата Монтана, а выводится на рынок устройство компанией Resilient Computing. В основе архитектуры RadPC — программируемая логическая матрица Xilinx Artix-7, четыре процессора RISC-V и механизм контроля ошибок, позволяющий системе выявлять сбои и восстанавливать работу. Также компьютер оснащен 2 Кб памяти данных.

Радиационно-устойчивый компьютер NASA RadPC (NASA)

Устройство компактно — всего 10×10 см при толщине 1,3 см, а архитектура включает механизм «голосования» между процессорами, исключающий неверные вычисления. Все процессоры выполняют одинаковые задачи, а специальный алгоритм проверяет результаты. Если один из процессоров дает сбой, он отключается, и вычисления продолжаются без него. Такой механизм делает систему гораздо надежнее традиционных решений.

Также внутри RadPC находится микроконтроллер, который выявляет и исправляет аппаратные ошибки, чтобы компьютер мог продолжать работу даже после воздействия радиации. NASA утверждает, что RadPC минимум в 3 раза более устойчив к космическому излучению, чем его предшественники.

Кроме вычислительных функций, RadPC оснащен тремя дозиметрами для измерения уровня радиации, которые позволят зафиксировать воздействие солнечного ветра и магнитосферы Земли на пути к Луне, а затем помогут изучить условия на поверхности спутника. Данные окажутся полезными для будущих пилотируемых миссий.

На данный момент Blue Ghost успешно провел маневр для выхода на лунную траекторию и вскоре должен достичь орбиты Луны. Планируется, что посадка состоится 2 марта. Устройство рассчитано на работу в течение 14 дней, но, если компьютер сможет пережить лунную ночь, как это неожиданно произошло с японским посадочным аппаратом SLIM , RadPC сможет функционировать дольше.