Spacecraft computing చివరకు ఒక పెద్ద తరపు అప్గ్రేడ్ పొందుతోంది
దశాబ్దాలుగా, space missions raw performance కంటే resilience ను ప్రాధాన్యం ఇచ్చే radiation-hardened processors పై ఆధారపడ్డాయి. spacecraftలు hostile environments లో బతికేందుకు, కచ్చితంగా script చేసిన పనులను నిర్వహించేందుకు ప్రధానంగా అవసరమైనప్పుడు ఆ సమతుల్యత తగినదే. కానీ missions మరింత autonomous గా, data-intensive గా, operationally complex గా మారుతున్న కొద్దీ ఆ సమతుల్యత తక్కువ సరిపోతోంది.
NASA ఇప్పుడు Microchip Technology తో కలిసి తదుపరి తరం పరిష్కారంపై పని చేస్తోందని చెబుతోంది: ప్రస్తుత space processors కంటే 100 రెట్లు ఎక్కువ computing capability అందించేలా రూపొందించిన High-Performance Spaceflight Computing system-on-chip. ఈ ప్రాజెక్ట్ ఆశించిన విధంగా పనిచేస్తే, భవిష్యత్ spacecraftలు sensing, navigation, decision-making, మరియు onboard data processing ను ఎలా నిర్వహిస్తాయో మార్చగలదు.
పాత architectures ఎందుకు పరిమితులకు చేరుతున్నాయి
సాంప్రదాయ space processors కు బలమైన ట్రాక్ రికార్డ్ ఉంది. అవి orbiters నుండి capsules వరకు Mars rovers వరకు missions ను శక్తివంతం చేశాయి, robust, fault-tolerant design అనే engineering సంస్కృతిని నిర్వచించడంలో సహాయపడ్డాయి. కానీ ఆధునిక exploration లక్ష్యాలు onboard computing పనిని మార్చుతున్నాయి.
భవిష్యత్ spacecraftలు పెద్ద sensor loads, మరింత నైపుణ్యమైన autonomy, బలమైన cybersecurity అవసరాలు, మరియు కఠినమైన వాతావరణాల్లో దీర్ఘ mission durations ను నిర్వహించాల్సి ఉంటుంది. mission deep-space probe అయినా, lunar system అయినా, లేదా commercial low Earth orbit platform అయినా, onboard లో process చేయాల్సిన data పరిమాణం వేగంగా పెరుగుతోంది. ప్రతిదీ వివరణ కోసం భూమికి తిరిగి పంపడం చాలాసార్లు చాలా నెమ్మదిగా, ఖరీదుగా, లేదా పూర్తిగా అసాధ్యంగా ఉంటుంది.
ఆ ఒత్తిడి space systems ను, మరింత intelligence వాహనంపైనే ఉండాల్సిన model వైపు నడిపిస్తోంది.
కొత్త platform ఏం అందించాలి
NASA ఈ కొత్త ప్రయత్నాన్ని scalable mission options ఉన్న compatible processors కుటుంబంగా వివరిస్తోంది. radiation-hardened version geosynchronous, deep-space, మరియు Moon, Mars, వాటి అవతల ఉన్న long-duration missions కోసం ఉద్దేశించబడింది. radiation-tolerant version commercial space sector ను లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది, ముఖ్యంగా deep-space స్థాయి hardening అవసరం లేకుండానే fault tolerance మరియు cybersecurity కావలసిన low Earth orbit satellites కోసం.
ఈ system computing మరియు networking ను ఒకే device లో సమీకరిస్తుంది; దీని వల్ల cost మరియు power consumption రెండూ తగ్గవచ్చని NASA చెబుతోంది. ఇది scalable architecture ను కూడా ఉపయోగిస్తుంది, unused functions ను power down చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, ఇది energy budgets చాలా పరిమితంగా ఉన్న missions లో ప్రత్యేకంగా ముఖ్యమైనది.
ఈ architecture NASA peak performance మాత్రమే కాకుండా overall mission efficiency ను కూడా మెరుగుపరచాలని చూస్తోందని సూచిస్తుంది. space systems లో, mass, heat, మరియు electricity పై కఠిన పరిమితులలో అందించగలిగితేనే computing power ఉపయోగకరం.
నిజమైన బహుమతి autonomy
అత్యంత ప్రాధాన్యత గల feature platform ఏమి సాధ్యం చేస్తుందో దాని గురించి కావచ్చు, కేవలం raw benchmark గురించి కాదు. NASA ప్రకారం, ఈ technology spacecraftలు భారీ పరిమాణంలో data ను onboard process చేసి, real-time decisions ను autonomously తీసుకోవడానికి వీలు కల్పించవచ్చు. ఇచ్చిన ఉదాహరణలు స్పష్టంగా ఉన్నాయి: rovers ను ఎక్కువ వేగంతో నడపడం మరియు scientific images ను transmission ముందు filter చేయడం.
ఇవన్నీ ఒకే మార్పును సూచిస్తున్నాయి. Earth-ఆధారిత సూచనల కోసం ఎదురుచూసే remote terminals గా వ్యవహరించకుండా, భవిష్యత్ spacecraftలు increasingly data ను triage చేయగలవు, local conditions ను నిర్వహించగలవు, మరియు human intervention లేకుండా చిన్న సమయాల్లో చర్య తీసుకోగలవు. Earth నుంచి దూరంగా ఉన్న missions లో communication delays continuous supervision ను అసాధ్యం చేస్తే, అలాంటి autonomy మరింత విలువైనదిగా మారుతుంది.
multiple sensors ను కలపడానికి లేదా అనేక chips ను cluster చేయడానికి advanced Ethernet వాడటం, మరింత modular మరియు distributed spacecraft computing designs ను కూడా సూచిస్తోంది. ఒకే processor bottleneck గా ఉండడం బదులు, భవిష్యత్ systems networked computing environments లాగా ప్రవర్తించవచ్చు.
Space electronics కోసం public-private model
ఈ project NASA మరియు Microchip investment ను కలిపే public-private partnership గా కూడా ముఖ్యమైనది. space technology లో ఇది విస్తృత ధోరణిని ప్రతిబింబిస్తోంది, agencies increasingly purely bespoke government hardware నిర్మించడం కంటే commercially relevant platforms ను ఆకృతీకరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాయి.
సఫలమైతే, radiation-hardened మరియు radiation-tolerant variants మధ్య విభజన civil deep-space exploration మరియు commercial orbital markets మధ్య ఒక వంతెనగా మారవచ్చు. ఇది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే బలమైన commercial uptake ప్రత్యేక hardware platforms కు scale, ecosystem support, మరియు దీర్ఘకాల sustainability ను పెంచగలదు.
ఇప్పుడు ఇది ఎందుకు ముఖ్యం
Space missions onboard computing గతంలో కంటే పెద్ద strategic differentiator గా మారే దశలోకి ప్రవేశిస్తున్నాయి. high-resolution sensors, autonomous operations, spacecraft cybersecurity, మరియు robotic mobility అన్నీ మెరుగైన processing capability పై ఆధారపడి ఉన్నాయి. ఈ సందర్భంలో, 100 రెట్లు మెరుగుదల కేవలం సాంకేతిక పురోగతి మాత్రమే కాదు. missions వాస్తవంగా ఏమి ప్రయత్నించగలవో దానిలో మార్పును సూచిస్తుంది.
NASA ప్రకటన కొత్త chips వెంటనే ప్రతి చోట పాత systems ను భర్తీ చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నాయని అర్థం కాదు. space-qualified electronics ను validate చేయడానికి సమయం పడుతుంది, మరియు reliability విషయంలో రాజీకి చోటు లేదు. కానీ దిశ స్పష్టం. బలమైనవి కానీ తేలికపాటి సామర్థ్యమే ఉన్న processors తో సరిపెట్టుకోవాల్సిన యుగం, resilience మరియు నిజమైన computational power రెండూ కలిసి ఆశించబడే యుగానికి మారుతోంది.
ఇది భవిష్యత్ Moon మరియు Mars missions మాత్రమే కాదు, విస్తృత space industry యొక్క design assumptions ను కూడా ఆకృతీకరిస్తుంది.
ఈ వ్యాసం NASA నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on nasa.gov
