ناسا از پردازنده هوش مصنوعی مقاوم در برابر تشعشعات فضایی رونمایی کرد

طراحی برای مأموریت‌های اعماق فضا

این پردازنده تحت پروژه‌ی «محاسبات پروازهای فضایی با کارایی بالا» (High Performance Spaceflight Computing) یا HPSC ناسا تولید شده است. برخلاف تراشه‌های تجاری استاندارد، سیستم جدید باید سال‌ها بدون نیاز به تعمیر، در برابر تشعشعات رادیواکتیو شدید، شرایط پرتاب شدید و نوسانات شدید دما مقاومت کند.

این سخت‌افزار که به‌عنوان یک «سیستم روی تراشه» (System-on-a-chip) یا SoC شناخته می‌شود، چندین عملکرد محاسباتی اصلی را در یک واحد فشرده ترکیب می‌کند. این پردازنده شامل واحدهای پردازش مرکزی، سیستم‌های شبکه‌ی پیشرفته، حافظه، تخلیه‌ی محاسباتی و رابط‌های ورودی/خروجی است.

طراحی این تراشه‌ی جدید به‌نوعی بازتاب‌دهنده‌ی معماری فشرده‌ی موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها است. با این حال، نسخه‌ای که توسط ناسا توسعه یافته است، برای مأموریت‌های اعماق فضا که در آن خرابی‌های الکترونیکی می‌تواند عملیات فضاپیما را مختل کند، مقاوم‌سازی شده است.

«یوجین شوانبک» (Eugene Schwanbeck) از مدیران این برنامه‌ی توسعه در مرکز تحقیقات لانگلی، درباره‌ی تراشه‌ی تازه گفت: «این سیستم چند هسته‌ای جدید که بر پایه‌ی میراث پردازنده‌های فضایی پیشین ساخته شده است، قابلیت تحمل خطا، انعطاف‌پذیری و عملکرد بسیار بالایی دارد.»

طبق تصمیم ناسا، این پردازنده در نهایت از سیستم‌های هوش مصنوعی در فضاپیما پشتیبانی خواهد کرد. سیستم‌ها می‌توانند به‌صورت خودمختار محیط‌های مختلف فضایی را تجزیه‌و‌تحلیل کنند، در محیط‌های پرخطر ناوبری انجام دهند و به‌صورت لحظه‌ای به شرایط غیرمنتظره واکنش نشان دهند.

قدرت پردازشی فوق‌العاده در فضا

فضاپیماهای فعلی، اغلب از پردازنده‌های قدیمی استفاده می‌کنند، زیرا تراشه‌های مدرن برای سالم ماندن در برابر تشعشعات فضایی با چالش روبه‌رو هستند. این محدودیت، باعث ناکافی بودن محاسبات داخلی می‌شود و بسیاری از مأموریت‌ها را مجبور می‌کند تا به شدت به پردازش مبتنی بر ایستگاه زمینی وابسته باشند. تراشه‌ی جدید ناسا اما قصد دارد این محدودیت را از بین ببرد.

مهندسان JPL ماه‌ها صرف آزمایش این پردازنده، تحت شرایط شبیه‌سازی شده‌ی اعماق فضا کرده‌اند. این تراشه طی یک روند عملکردی دقیق، آزمایش‌های قرارگیری در معرض تشعشعات پرتوزا، آزمایش‌های گرمایی، ارزیابی‌های شوک و ارزیابی تداخل الکترومغناطیسی را با موفقیت گذرانده است.

تشعشعات فضایی، هنوز یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های فنی برای پردازنده‌ی فضاپیماها محسوب می‌شوند. ذرات پرانرژی از خورشید و اعماق فضا می‌توانند قطعات الکترونیکی سفینه‌های فضایی را خراب کرده، سیستم‌ها را به «حالت ایمن» (Safe Mode) ببرند و عملیات غیرضروری را خاموش کنند.