宇宙技術について考えるとき、私たちは通常、巨大なロケット、望遠鏡、または無重力空間に浮かぶ宇宙飛行士を想像します。しかし、宇宙探査の多くは、もっと小さなことに依存しています。 従来の電子機器が数時間で機能しなくなる場所でも生き残るように設計されたマイクロチップ。
宇宙は、あらゆるコンピューティング システムにとって非常に厳しい環境です。地球の磁気保護の外では、衛星や探査機は常に宇宙放射線、高エネルギーの太陽粒子、極端な熱変化にさらされています。 この放射線は、メモリに保存されているデータを変更したり、計算エラーを引き起こしたり、電子部品を破壊したりする可能性があります。
逆説的に言えば、宇宙コンピュータは現在の携帯電話よりもはるかに性能が劣る傾向があるのはそのためです。優先事項はスピードではなく、生き残ることです。 宇宙ミッションで使用されるチップの多くは古いアーキテクチャで動作しますまさに、軌道上や深宇宙で何年も抵抗することが証明されているからです。
その結果は明らかです。地球上では人工知能とデータ処理が急速に進歩する一方で、 宇宙探査機は、非常に限られたコンピューティング能力で動作し続けます。 そのため、私たちは情報を分析したり複雑な意思決定をしたりするために地上局に継続的に依存する必要があります。しかし、NASA はそれを変えたいと考えています。
米国宇宙機関は、新しい耐放射線性マイクロチップ（つまり、宇宙環境に耐えるように特別に設計された）の開発を発表した。 現在の宇宙プロセッサよりも最大 500 倍のパフォーマンスを提供します。この進歩は、 高性能宇宙飛行コンピューティング プロジェクト (HPSC) は、新世代の空間コンピューティングを作成するためにテクノロジー企業や産業パートナーと協力して推進されるプログラムです。
その違いは決して小さいものではありません。 NASA によると、多くの宇宙ミッションで使用されている現在のシステムは、現代の地上コンピュータの処理能力のほんの一部にすぎません。 新しいチップにより、高度な人工知能を実行し、リアルタイムで画像を処理し、船上で直接自律的な意思決定を行うことが可能になります。地球からの指示を待たずに。そしてそれは宇宙において極めて重要です。
の たとえば、火星との通信には各方向に 4 ～ 24 分かかる場合があります。、両方の惑星の相対的な位置に応じて。火星のロボットは、危険な障害物に反応したり、予期せぬ科学的異常を分析したりするのに 1 時間近くも待つことができません。
はるかに強力なプロセッサーがあれば、将来の探査機やローバーは、 科学データをその場で解釈し、ルートを最適化し、関連するイベントを自動的に検出します あるいは、人間の継続的な介入なしで相互に調整することもできます。
さらに、将来の最も野心的なミッションの一部では、コンピューティング能力がボトルネックになっています。 自律ナビゲーション システム、膨大な量のデータを処理できる望遠鏡、またはインテリジェントな宇宙生息地 現在よりもはるかに高いコンピューティング能力が必要になります。
難しいのは、抵抗を犠牲にすることなくそのパワーを達成することです。従来のマイクロチップには、数十億個の非常に小さなトランジスタが含まれている場合があります。小さくなればなるほど、宇宙放射線の影響を受けやすくなります。 単一の高エネルギー粒子がシステムの機能を変える可能性があります。 従来の宇宙チップが商用のものよりもはるかにゆっくりと進化してきたのはそのためです。
新しい設計は、絶え間ない放射線の照射から身を守りながら、高い処理能力を維持するという、まさにそのバランスを解決することを目指しています。 NASA は、このアーキテクチャが次の用途に使用できることを期待しています。 将来の月ミッション、火星探査、先進的な衛星、さらには深宇宙ミッションまで。 また、現在の宇宙システムよりも最新で柔軟なソフトウェアの使用が可能になるため、コストと開発期間を削減できる可能性があります。
ある意味、この進歩は携帯電話の進化を彷彿とさせます。何年もの間、ハードウェアはできることを制限していました。十分にパワーが上がったところで、 アプリケーション、リアルタイムナビゲーション、人工知能、コンピュテーショナルフォトグラフィーなどが登場しました。 同様のことが宇宙でも起こる可能性があります。他の世界の探索は、その世界に到達できるかどうかだけでなく、そこに到達した後に機械がどれだけ思考できるかにも依存します。
