Новий суперчип від NASA навчить космічні апарати думати самостійно

Фахівці NASA розпочали випробування революційного процесора нового покоління, який дозволить космічним апаратам самостійно приймати рішення під час далеких місій. Ця розробка здатна кардинально змінити швидкість дослідження космосу та знайти застосування навіть на Землі.

Як повідомляє видання ScienceAlert, розробка ведеться в межах програми NASA Game Changing Development (GCD) спільно з компанією Microchip Technology Inc. та Лабораторією реактивного руху (JPL).

Дивіться також Науковці розробили плазмовий пістолет для "прання" одягу в космосі без жодної краплі води

Яке призначення нової технології?

Головна причина розробки нових обчислювальних систем полягає у величезних відстанях. Коли астронавти опиняться на Місяці чи Марсі, вони зіткнуться з серйозними затримками зв'язку із Землею. Це значно ускладнює швидке надсилання та отримання звітів і даних. Водночас автономні системи здатні суттєво прискорити темпи наукових досліджень завдяки швидкому аналізу зібраної інформації безпосередньо на борту.

Крім того, звичайний чип швидко вийде з ладу через космічне випромінювання та температурні коливання. Тому майбутній HPSC роблять радіаційно стійким – його фізично захищають та проєктують так, щоб він міг безперебійно працювати в умовах жорсткої радіації та екстремальних температур за мільйони чи навіть мільярди кілометрів від Землі та ремонтних майстерень.

Хочете щодня читати оперативні та якісні новини Додайте 24 Канал у вибрані в Google Додати

Високопродуктивний чип для космосу / Фото NASA

Історично NASA покладалося на чипи, розроблені ще в минулих десятиліттях. Вони створювалися надзвичайно надійними та витривалими, але сьогоднішні місії накопичують дані з такою швидкістю, що старі процесори просто не впораються з їхньою обробкою.

Саме тому NASA та технологічна компанія Microchip Technology Inc., що базується в Аризоні, об'єднали зусилля для створення HPSC. Цей високопродуктивний процесор здатний забезпечити у 100 разів більшу обчислювальну потужність, ніж сучасні космічні системи.

Проєктом керує Управління космічних технологій NASA (STMD) у Ленглі. Лабораторія реактивного руху NASA (JPL) розповідає, що розробила вимоги до місії, профінансувала дослідження та обрала Microchip Technology як комерційного партнера, який також профінансував власні дослідження та розробку.

Новий багатоядерний процесор є гнучким, стійким до відмов та надзвичайно продуктивним. Окрім загальної обчислювальної потужності, він забезпечує високопродуктивну обробку потоків даних штучного інтелекту завдяки можливостям масштабованих векторних обчислень.

Важливою особливістю HPSC є його адаптивність до енергоспоживання. Оскільки електрична енергія в космосі є надзвичайно цінним ресурсом, процесор дозволяє вимикати невикористовувані функції або переводити їх у режими низького споживання. Це робить його універсальним для місій з різними енергетичними лімітами.

Спираючись на спадщину попередніх космічних процесорів, ця нова багатоядерна система є відмовостійкою, гнучкою та надзвичайно високопродуктивною. Прагнення NASA розвивати космічні обчислення – це тріумф технічних досягнень і співпраці,
– прокоментував Юджин Шванбек, керівник програмних елементів у програмі NASA GCD.

Як проходять випробування нового чипа в екстремальних умовах?

Щоб переконатися, що чипи витримають суворі умови космічних польотів, фахівці JPL проводять випробування, які імітують реальні загрози: електромагнітне випромінювання, екстремальні температури та механічні удари. Сонячний вітер (високоенергетичні частинки від Сонця) та космічні промені можуть викликати збої в роботі електроніки, а сильний холод здатний вивести з ладу батареї, що змушує космічні апарати переходити в "безпечний режим".

Високопродуктивний чип для космосу / Фото NASA

Тестування розпочалося в лютому в JPL і триватиме кілька місяців. Для симуляції реальної продуктивності інженери використовують високоточні сценарії посадки з реальних місій NASA, які зазвичай вимагають енергоємного обладнання для обробки величезних обсягів даних із датчиків приземлення.

Перші результати виявилися вражаючими: інженери JPL зафіксували, що процесор демонструє продуктивність, яка у 500 разів перевищує показники радіаційно стійких чипів, що використовуються зараз.

Це захоплюючий час для нас – працювати над апаратним забезпеченням, яке уможливить наступні гігантські кроки NASA",
– сказав Джим Батлер, керівник проєкту High Performance Space Computing в JPL.

Після сертифікації для космічних польотів NASA інтегрує цей чип у комп'ютерне забезпечення майбутніх орбітальних апаратів, марсоходів, житлових модулів і глибококосмічних місій.