NASA тестирует радиационно-стойкий процессор для «умных» космических аппаратов

1 598 7
NASA тестирует радиационно-стойкий процессор для «умных» космических аппаратов

NASA проводит активные испытания процессора нового поколения. Основной целью таких испытаний является проверка устройства в качестве составляющей будущих «умных (думающих) космических кораблей».

Исследователи американского аэрокосмического агентства заявляют о том, что новый процессор может быть способен позволять космическим аппаратам самостоятельно обрабатывать огромные объёмы данных, принимать решения в реальном времени и выполнять сложные автономные задачи в дальнем космосе.



Почему акцент именно на дальний космос?

Дело в том, что на больших расстояниях от Земли корректировка космического аппарата связана со значительными сложностями, в первую очередь с длительным временем обмена сигналами между аппаратом и центром управления полётом. Если космический аппарат получит возможность самостоятельно определять и устранять те или иные проблемы, корректировать орбиту, без необходимости находиться в непрерывной коммуникации с Землёй, то это станет настоящим прорывом в сфере космических полётов.

Речь идёт о High Performance Spaceflight Computing (HPSC) — радиационно-стойком высокопроизводительном процессоре. Тестирование, начатое в феврале 2026 года в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), уже показывает, что чип работает примерно в 500 раз быстрее радиационно-защищённых процессоров, которые используются на космических аппаратах сегодня.

Процессор разработан в рамках проекта HPSC в партнёрстве с компанией Microchip Technology из Чандлера, Аризона. Это многоядерный 64-битный процессор на открытой архитектуре RISC-V (конкретно — восемь ядер SiFive X280 с векторными расширениями). Используемые технологии защищённости позволяют ему выдерживать экстремальные дозы космической радиации, резкие перепады температур и другие суровые условия космоса. Какие именно пиковые дозы он способен выдержать, не говорится.

Разработчик утверждает, что новый чип обеспечивает более чем многократный прирост вычислительной мощности по сравнению с текущими космическими компьютерами и сочетает в себе высокопроизводительные ядра, встроенный высокоскоростной Ethernet-коммутатор (до 240 Гбит/с), поддержку машинного обучения на борту и механизмы отказоустойчивости. Размер процессора таков, что он помещается на ладони.

Пресс-служба NASA:

Этот процессор откроет новую эру космических исследований, позволив аппаратам самостоятельно анализировать данные, принимать сложные решения и проводить научные эксперименты без постоянной связи с Землёй.

Испытания в Лаборатории реактивного движения продолжаются несколько месяцев. В случае успеха HPSC может быть использован в будущих миссиях к Луне, Марсу и за пределами Солнечной системы.
7 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. KCA
    +1
    Сегодня, 10:35
    Почему нельзя закрыть свинцовым коробом процессор? Экономия веса? А хотя всё равно, проц будет устойчив к радиации, а все остальные компоненты? Провода/шлейфы? Смысл от суперпупермега защищённого проца, если ему будет жуткая дурь поступать от всех датчиков и прочего?
    1. +4
      Сегодня, 10:40
      Свинец хорошо блокирует гамма-лучи, но хуже справляется с тяжелыми заряженными частицами высокой энергии (галактические космические лучи), которые в основном и вызывают сбои в электронике.
      Высокоэнергетические космические частицы, попадая в тяжелый металл (свинец), создают вторичное, более опасное излучение — тормозное излучение (X-ray), которое может нанести процессору еще больший вред, чем первоначальная радиация.
      Низкоуровневое дублирование (и датчики)
      Какие же технологии защищённости позволяют ему выдерживать экстремальные дозы космической радиации, резкие перепады температур и другие суровые условия космоса.
      FD-SOI: Чип производится по 28-нм технологии Fully Depleted Silicon-on-Insulator. Слой изолятора под кремнием физически блокирует утечки тока.
      RHBD (Radiation Hardened By Design): дублирование критических узлов на уровне транзисторов.
      SEU- и SEL-устойчивость: защищен от одиночных сбоев (Single Event Upsets) и катастрофических защелкиваний (Single Event Latchup), вызванных попаданием тяжелых заряженных частиц.
      1. KCA
        +1
        Сегодня, 11:18
        Почитал, на Земле от тяжёлых частиц для защиты хватит и листа бумаги(альфа-частицы), а в космосе они летят с бенистической скоростью и спутник насквозь пробивают, лучший выход многократное дублирование всего, летят, вроде как, потоком, но шанс что 2 протона попадут в мсх друг от друга хотя-бы в миллиметре стремится к нулю
  2. +1
    Сегодня, 10:40
    Речь идёт о High Performance Spaceflight Computing (HPSC) — радиационно-стойком высокопроизводительном процессоре
    А мы изучали как работает фантастрон, пролетный клистрон, магнетрон и щелевой мост what
  3. 0
    Сегодня, 11:20
    Стоит понимать, что как радиоактивность так и все остальные параметры импульсного воздействия это ионизации. Поэтому изначально необходимо ставить задачу не защиты, а использования этого энергетического воздействия как ионизационного. При этом плоскостные объекты имеют весьма значительные зоны напряженности и значит процессор должен быть построен прежде всего как радикальная пространственных модель и архитектура его должна быть исходящейиз параметров соразмерности по многим составные.
  4. +1
    Сегодня, 11:25
    Цитата: Andriuha077
    Свинец хорошо блокирует гамма-лучи, но хуже справляется с тяжелыми заряженными частицами высокой энергии (галактические космические лучи), которые в основном и вызывают сбои в электронике.
    Высокоэнергетические космические частицы, попадая в тяжелый металл (свинец), создают вторичное, более опасное излучение — тормозное излучение (X-ray), которое может нанести процессору еще больший вред, чем первоначальная радиация.
    Низкоуровневое дублирование (и датчики)
    Какие же технологии защищённости позволяют ему выдерживать экстремальные дозы космической радиации, резкие перепады температур и другие суровые условия космоса.
    FD-SOI: Чип производится по 28-нм технологии Fully Depleted Silicon-on-Insulator. Слой изолятора под кремнием физически блокирует утечки тока.
    RHBD (Radiation Hardened By Design): дублирование критических узлов на уровне транзисторов.
    SEU- и SEL-устойчивость: защищен от одиночных сбоев (Single Event Upsets) и катастрофических защелкиваний (Single Event Latchup), вызванных попаданием тяжелых заряженных частиц.


    Спасибо за комментарий! Подробнее, чем в самой новости.
    Возможно детский вопрос...
    Такой, как его назвать то, процессор, плис, чип, разрабатывается для машинного самообучения или для защиты от внешнего излучения?
    Личное мнение...
    Для защиты в космосе от внешнего излучения можно хоть слоями золото, платину и иридий использовать, и будет дешевле, чем разработка, изготовление и запуск.
    1. 0
      Сегодня, 16:02
      Цитата: Fangaro
      процессор, плис, чип, разрабатывается для машинного самообучения или для защиты от внешнего излучения?
      Личное мнение...
      Для защиты в космосе от внешнего излучения можно хоть слоями золото, платину и иридий использовать, и будет дешевле, чем разработка, изготовление и запуск.

      Предположу, они начали готовить модели для датацентров на орбите, вплетенных в Старлинк. Нанометры не будут топовыми, в отличие от привычной Nvidia, все процессы и элементы кроме охлаждения будут избыточными и реконфигурируемыми. Как пишут, ожидается, что вскоре после 2030-го года, при должном развитии, орбитальные ЦОД выйдут дешевле наземных. При этом, рассыпающаяся от суровых условий электроника требует постоянного потока замены.

      Вначале 2026 года SpaceX направила в Федеральную комиссию связи США (FCC) планы создания группировки, включающей до миллиона спутников https://fccprod.servicenowservices.com/icfs?id=ibfs_application_summary&number=SAT-LOA-20260108-00016 из которых будет сформирован орбитальный ЦОД, сообщает Datacenter Dynamics. https://www.datacenterdynamics.com/en/news/spacex-files-for-million-satellite-orbital-ai-data-center-megaconstellation/ Компания намерена организовать эксплуатацию группировки с «беспрецедентными» вычислительными мощностями для ИИ-моделей. Предполагается, что спутники заработают на высоте 500–2000 км. Запуск группировки из миллиона аппаратов, способных работать, как орбитальные ЦОД — первый шаг к созданию «цивилизации II типа» по шкале Кардашёва.

      В 2025 году Starlink запросила разместить в космосе 22 тыс. Starlink нового поколения, но получила частичную лицензию — на 7,5 тыс. аппаратов. Текущая допустимая «вместимость» компании на орбите пока составляет 19,4 тыс. спутников. В 2025 году SpaceX утверждала, что начнёт запускать спутники третьего поколения в I полугодии 2026 года, для чего необходим полностью функционирующий корабль Starship.

      Ожидается, что после ввода многоразового Starship в эксплуатацию можно будет запускать «миллион тонн спутников в год» мощностью до 100 кВт/т. Это позволит ежегодно добавлять 100 ГВт вычислительных мощностей для ИИ.

      Дальше еще любопытнее

      Маску нужны электромагнитные катапульты на Луне для создания гигантского дата-центра

      В ходе презентации на конференции Giga Texas Илон Маск предложил использовать преимущества Луны на полную катушку — создать на ее орбите вычислительный кластер петаваттного уровня и запускать его элементы с поверхности спутника электромагнитными ускорителями масс, например, пушками Гаусса, используя лунный вакуум и низкую гравитацию. В потенциале это позволит существенно сократить расходы на топливо и разгрузит Землю, но потребует более миллиона тонн материала и примерно 135 запусков космических кораблей Starship в день.