Забудьте про повільні та громіздкі комп’ютери, які ми відправляли в космос протягом десятиліть. У NASA є дещо новіше. У 500 разів швидше.
Це не витік зі сценарію науково-фантастичного фільму. Це дійсність. Розробляється новий процесор, який, можливо, нарешті подарує космічним апаратам ту незалежність, якої вони потребували з виходу межі низької навколоземної орбіти.
Старі чіпи більше не тягнуть
Нині у космосі використовуються застарілі чіпи. Не тому, що ми обожнюємо естетику 1970-х років, а тому, що вони працюють. Вони надійні. Вони не дають збій під впливом радіації. Але вони повільні.
Для місій у глибинний космос ця повільність стає вразливою.
Ви не можете підтримувати зв’язок із марсоходом у режимі реального часу. Відстань не дозволяє. Якщо апарат зустрічає камінь, який не може подолати, він залишається у безвиході. Очікування команди із Землі означає годинник простою. Надто довго для критичної ситуації.
Нова мета – автономність. Космічні апарати повинні вміти приймати рішення самостійно.
Джин Шванбек з Дослідницького центру Ленглі NASA виражається прямо:
Спираючись на спадщину попередніх космічних процесорів, ця нова багатоядерна система має стійкість до відмов, гнучкістю і екстремально високою продуктивністю.
Ось така заявка. Це мозок, який не просто обчислює. Він ухвалює рішення.
Випробування на міцність
Чіп, який лежить у кишені вашого телефону, зовсім не місце у космосі. Космос “ненавидить” електроніку. Високоенергетичні частки від Сонця бомбардують схеми, спричиняючи помилки. Іноді весь апарат вимикається, переходячи в безпечний режим, щоб вижити.
Цей новий чіп повинен витримувати випробування без найменшого натяку на збій.
Інженери з Лабораторії реактивного руху NASA піддають його найжорстокішим перевіркам. Радіація. Термічні удари. Вібрації, які витрусили б пломбування з моляра.
Джим Батлер, керівник проекту, називає ці процедури ретельними.
Ми піддаємо ці нові чіпи серйозним випробуванням, проводячи тести на радіаційний, термічний та ударний вплив.
Все почалося у лютому. Випробування триватимуть місяцями. Але перші результати виглядають добре. Дуже добре. Ми говоримо приблизно про 500-кратне збільшення потужності порівняно з тим, що ми запускаємо зараз.
Щоб відсвяткувати початок робіт? Було надіслано електронного листа з темою Hello Universe (Привіт, Всесвіт). Ківок на адресу перших програмістів, які будь-коли глянули вгору від терміналу. Трохи ностальгійно. І, можливо, потрібно.
Крихітний бокс, гігантська міць
Це називається система на кристалі (System-on-a-Chip, SoC). Звучить технічно складно. Насправді все просто. Це означає, що все необхідне вміщено одну маленьку кремнієву пластину. ЦП, пам’ять, інтерфейси, мережеве обладнання – все упаковано в пристрій розміром менше вашої долоні.
У нас є такі чіпи у кишенях прямо зараз. Вони є у наших телефонах.
Але ці телефони не протрималися на орбіті ні дня. Ця версія? Посилена. Створена для мільярдів миль самотності. Жодних ремонтних бригад не прилетить. Жодних гарантійних повернень.
Компанія Microchip Technology поєднала зусилля з NASA для цього проекту. Вони фінансували свої власні дослідження та розробки. Це комерційна угода, а чи не просто державне фінансування. І Microchip вже надає ранні версії чіпів військовому сектору та гравцям комерційної аерокосмічної галузі.
Чому це важливо
То що ж можна робити з обчислювальною потужністю, яка в 500 разів перевищує звичайну?
По-перше. Дозволити штучному інтелекту впоратися з непередбаченими ситуаціями. Якщо посадковий модуль стикається зі скелею, нова система коригує траєкторію за мілісекунди. Не треба чекати команди з Х’юстона.
По-друге. Аналіз наукових даних стає швидшим. Зберігається менше «шуму». На Землю передається лише те, що справді важливо. Смуга пропускання у глибинному космосі – дорогоцінний ресурс. Цей чіп відноситься до нього з належною повагою.
По-третє. Це допомагає астронавтам. Якщо ми повернемось на Місяць або вирушимо на Марс, кораблю необхідно керувати системами життєзабезпечення, енергією та навігацією без затримок. Люди роблять помилки, коли втомилися. Комп’ютери – ні. Принаймні зазвичай.
Плани великі. Супутники навколоземної орбіти. Планетарні велосипеди. Житлові модулі для людей. Microchip навіть хоче продавати версії чіпів на Землі для використання в автомобілях та літаках.
І це логічно. Якщо чіп може вижити у космосі, він витримає краш-тест.
Випробування ще не завершено. До сертифікації польотів залишилися місяці випробувань. Але траєкторія очевидна.
Ми відправляємо розумніші машини в темряву. І це змінює все. Або нічого не змінює доти, доки це не станеться. А коли це станеться, дивуватиметься вже пізно.
