பழைய விண்கலம் செயலிகளுக்கு மாற்றாக, மிக அதிக தன்னாட்சி கொண்ட கணினி தளத்தை உருவாக்க NASA மற்றும் Microchip முயல்கின்றன

விண்கலம் கணினி இப்போது தலைமுறை தாவலைப் பெறுகிறது

பல தசாப்தங்களாக, விண்வெளி பயணங்கள் raw performance-ஐ விட resilience-ஐ முன்னிலைப்படுத்தும் radiation-hardened processors-ஐ நம்பி வந்துள்ளன. விண்கலங்கள் hostile environments-இல் உயிர்வாழ்ந்து, கடுமையாக script செய்யப்பட்ட பணிகளை நிறைவேற்ற வேண்டிய காலத்தில் அந்த சமநிலை பொருத்தமானதாக இருந்தது. ஆனால் missions மேலும் autonomous-ஆகவும், data-intensive-ஆகவும், operationally complex-ஆகவும் மாறிக்கொண்டிருப்பதால், அந்த சமநிலை இப்போது போதுமானதாக இல்லை.

NASA இப்போது Microchip Technology-யுடன் அடுத்த தலைமுறை தீர்வில் பணியாற்றுவதாக கூறுகிறது: தற்போதைய space processors-ஐ விட 100 மடங்குக்கும் அதிகமான computing capability-ஐ வழங்க வடிவமைக்கப்பட்ட High-Performance Spaceflight Computing system-on-chip. திட்டம் எதிர்பார்த்தபடி செயல்பட்டால், எதிர்கால விண்கலங்கள் sensing, navigation, decision-making, மற்றும் onboard data processing-ஐ கையாளும் விதத்தையே இது மாற்றக்கூடும்.

பழைய architectures ஏன் எல்லையை எட்டுகின்றன

பாரம்பரிய space processors-க்கு வலுவான சாதனை உண்டு. அவை orbiters முதல் capsules வரை, Mars rovers வரை missions-ஐ இயக்கின; robust, fault-tolerant design என்ற engineering கலாச்சாரத்தை வடிவமைக்க உதவின. ஆனால் நவீன exploration இலக்குகள் onboard computing-ன் பணியை மாற்றுகின்றன.

எதிர்கால விண்கலங்கள் பெரிய sensor loads, அதிக நுணுக்கமான autonomy, வலுவான cybersecurity தேவைகள், மற்றும் கடுமையான சூழல்களில் நீண்ட mission durations ஆகியவற்றை நிர்வகிக்க வேண்டியிருக்கும். mission deep-space probe ஆக இருந்தாலும், lunar system ஆக இருந்தாலும், அல்லது commercial low Earth orbit platform ஆக இருந்தாலும், onboard-ல் செயலாக்கப்பட வேண்டிய data அளவு வேகமாக அதிகரிக்கிறது. அனைத்தையும் விளக்கத்திற்காக பூமிக்கு திருப்பி அனுப்புவது பெரும்பாலும் மிக மெதுவாகவும், மிகச் செலவாகவும், அல்லது முற்றிலும் சாத்தியமற்றதாகவும் இருக்கும்.

அந்த அழுத்தம் space systems-ஐ, அதிக புத்திசாலித்தனம் வாகனத்தின் உள்ளேயே இருக்க வேண்டிய model-ஐ நோக்கித் தள்ளுகிறது.

புதிய platform என்ன வழங்க வேண்டும்

NASA இந்த புதிய முயற்சியை scalable mission options கொண்ட compatible processors குடும்பமாக விவரிக்கிறது. radiation-hardened version, geosynchronous, deep-space, மற்றும் Moon, Mars மற்றும் அதற்கு அப்பால் உள்ள long-duration missions-க்கு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. radiation-tolerant version commercial space sector-ஐ இலக்காகக் கொண்டது; குறிப்பாக deep-space அளவிலான hardening தேவையில்லாமல் fault tolerance மற்றும் cybersecurity தேவைப்படும் low Earth orbit satellites-க்கு.

இந்த system computing மற்றும் networking-ஐ ஒரே device-இல் ஒருங்கிணைக்கிறது; இது cost மற்றும் power consumption இரண்டையும் குறைக்கலாம் என்று NASA கூறுகிறது. இது scalable architecture-ஐயும் பயன்படுத்துகிறது, பயன்படுத்தப்படாத functions-ஐ power down செய்ய அனுமதிக்கிறது; இது energy budgets மிகவும் கட்டுப்பாடாக உள்ள missions-இல் மிகவும் முக்கியம்.

இந்த architecture, NASA peak performance-ஐ மட்டுமன்றி overall mission efficiency-யையும் மேம்படுத்த முயல்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. space systems-இல், mass, heat, electricity ஆகிய கடுமையான கட்டுப்பாடுகளுக்குள் வழங்கப்பட்டால் மட்டுமே computing power பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

உண்மையான பரிசு autonomy தான்

மிக முக்கியமான அம்சம் platform-ன் raw benchmark அல்லாமல், அது சாத்தியமாக்கும் விஷயமாக இருக்கலாம். NASA-வின் கூற்றுப்படி, இந்த தொழில்நுட்பம் விண்கலங்கள் பெருமளவு data-வை onboard process செய்து, real-time decisions-ஐ autonomously எடுக்க உதவலாம். கொடுக்கப்பட்ட உதாரணங்கள் முக்கியமானவை: rovers-ஐ அதிக வேகத்தில் இயக்குதல் மற்றும் scientific images-ஐ அனுப்பும் முன் filter செய்தல்.

இரண்டுமே ஒரே மாற்றத்தைக் காட்டுகின்றன. பூமி சார்ந்த அறிவுறுத்தலுக்காக காத்திருக்கும் remote terminals போல நடப்பதற்கு பதிலாக, எதிர்கால விண்கலங்கள் data-வை பிரித்தறிந்து, local conditions-ஐ நிர்வகித்து, மனித தலையீடு இல்லாமல் குறுகிய காலவரம்புகளில் செயல்படக்கூடும். Earth-இலிருந்து தொலைவான missions-இல் communication delays தொடர்ந்த supervision-ஐ செயல்படுத்த முடியாததாக மாற்றும் போது, அத்தகைய autonomy மேலும் மதிப்புமிக்கதாகிறது.

multiple sensors-ஐ இணைக்க அல்லது பல chips-ஐ cluster செய்ய advanced Ethernet-ஐப் பயன்படுத்துவது, மேலும் modular மற்றும் distributed spacecraft computing designs-ஐவும் சுட்டுகிறது. ஒரே processor bottleneck ஆக செயல்படுவதற்குப் பதிலாக, எதிர்கால systems networked computing environments போல நடக்கக்கூடும்.

விண்வெளி electronics-க்கு public-private model

இந்த திட்டம் NASA மற்றும் Microchip investment-ஐ இணைக்கும் public-private partnership ஆகவும் குறிப்பிடத்தக்கது. விண்வெளித் தொழில்நுட்பத்தில் இது பரந்த போக்கைக் காட்டுகிறது; agencies increasingly purely bespoke government hardware உருவாக்குவதைவிட commercially relevant platforms-ஐ வடிவமைக்க முயல்கின்றன.

வெற்றி பெற்றால், radiation-hardened மற்றும் radiation-tolerant variants இடையிலான பிரிவு, civil deep-space exploration மற்றும் commercial orbital markets இடையே ஒரு பாலமாக அமையலாம். இது முக்கியமானது, ஏனெனில் வலுவான commercial uptake சிறப்பு hardware platforms-க்கு scale, ecosystem support, மற்றும் நீண்டகால sustainability-ஐ ஊக்குவிக்க முடியும்.

இது ஏன் இப்போது முக்கியம்

விண்வெளி missions, onboard computing பல ஆண்டுகளை விட பெரிய strategic differentiator ஆக மாறக்கூடிய காலத்தில் நுழைகின்றன. high-resolution sensors, autonomous operations, spacecraft cybersecurity, மற்றும் robotic mobility அனைத்தும் மேம்பட்ட processing capability-யை சார்ந்தவை. இந்த சூழலில், 100 மடங்கு மேம்பாடு என்பது வெறும் தொழில்நுட்ப உயர்வு அல்ல. missions நடைமுறையில் என்ன செய்ய முடியும் என்பதில் மாற்றத்தை அது சுட்டிக்காட்டுகிறது.

புதிய chips பழைய systems-ஐ உடனடியாக எல்லா இடங்களிலும் மாற்றத் தயாராகிவிட்டன என்பதல்ல NASA-வின் அறிவிப்பு. space-qualified electronics-ஐ validate செய்ய நேரம் தேவை, மேலும் reliability-யில் ஒருபோதும் சமரசம் செய்ய முடியாது. ஆனால் திசை தெளிவாக உள்ளது. வலுவானவை ஆனால் ஒப்பீட்டளவில் வரம்புடையவை என்ற processors-ஐ வைத்து சமாளிக்கும் காலம், resilience மற்றும் உண்மையான computational power இரண்டுமே ஒன்றாக எதிர்பார்க்கப்படும் காலத்துக்கு மாறத் தொடங்குகிறது.

இது எதிர்கால Moon மற்றும் Mars missions-ஐ மட்டுமல்ல, பரந்த space industry-யின் design assumptions-ஐயும் வடிவமைக்கும் வாய்ப்பு அதிகம்.

இந்தக் கட்டுரை NASA-வின் அறிக்கையின் அடிப்படையில் உள்ளது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.