با این حال، محیط فضا به هیچ وجه محیطی ایدهآل برای کارکرد آنها نیست. ذرات پرانرژی میتوانند بیتهای حافظه را تغییر دهند، که به تخریب ذخیرهسازی و آسیب به رایانهها منجر میشود. ناسا اکنون در حال آزمایش رایانهای مقاوم در برابر تابش (RadPC) است که برای تحمل سطوح بالای تابش طراحی شده است. اولین پرواز این سیستم برای سفر به ماه در قالب مأموریت فرودگر ماهنشین Blue Ghost 1 از شرکت Firefly Aerospace برنامهریزی شده است.
ماموریتهای مدرن فضایی به شدت به رایانهها وابستهاند تا وظایفی مانند ناوبری، پردازش دادهها و ارتباطات را انجام دهند. با این حال، محیط شدید فضا عملکرد رایانهها را به چالش میکشد. علاوه بر سطوح بالای تابش، آنها باید شرایطی مانند بیوزنی، ارتعاشات شدید هنگام پرتاب، و تغییرات حرارتی زیاد را تحمل کنند. بدون وجود رایانهها برای مدیریت سامانههای حیاتی برای پشتیبانی از حیات در مأموریتهای سرنشیندار یا انجام آزمایشهای علمی و جمعآوری دادهها، این مأموریتها نمیتوانند اهداف خود را محقق کنند. سامانههای مستقر بر روی زمین نیز با ارائه اطلاعات تحلیلی، ارتباطات و سایر پشتیبانیها، نقش مکمل رایانههای درون فضاپیما را ایفا میکنند. اما با پیشرفت رایانهها و بلندپروازانهتر شدن مأموریتهای فضایی، اهمیت آنها بیشتر خواهد شد.
یکی از چالشهای اساسی عملکرد رایانهها در فضا، تابش است. روی زمین، رایانهها (و همچنین انسانها و همه موجودات زنده) تا حد زیادی توسط میدان مغناطیسی و جو سیاره محافظت میشوند. اما در سفر به فضا، این سپرهای طبیعی وجود ندارند و مسافران و فضاپیماهای آنها در معرض سطوح بالای تابش قرار میگیرند. خورشید، رویدادهای خورشیدی، و پرتوهای کیهانی تنها برخی از منابع تابشی هستند که به فضاپیماها آسیب میرسانند. قرارگیری در معرض تابش میتواند به مواد، سامانههای الکترونیکی و حتی دادهها آسیب وارد کند. استفاده از مواد پیشرفته برای محافظت از تابش ایدهآل است، اما این امر برای مأموریتهای طولانیمدت حیاتیتر میشود.
حتی یک دوز بالای تابش میتواند اثرات موسوم به «رویدادهای منفرد» (Single Event Effect) را ایجاد کند. این پدیده میتواند خطاهای دادهای ایجاد کند که منجر به اختلال زنجیرهای و حتی از کار افتادن سامانهها شود. ناسا مدتی است که به دنبال راههایی برای محافظت از رایانههای درون فضاپیما در برابر آسیب تابش است. راهحل آنها، رایانه مقاوم در برابر تابش RadPC است. این سیستم قرار است یکی از محمولههای مأموریت خدمات حمل بار تجاری قمری باشد که توسط Blue Ghost 1 حمل میشود.
این سیستم که هدف آن نمایش توانایی بازیابی از خرابیهای ناشی از رویدادهای تابشی است، توسط تیمی از پژوهشگران دانشگاه ایالتی مونتانا توسعه یافته است. به شکلی هوشمندانه، این رایانه قادر است در زمان واقعی وضعیت سلامت خود را با استفاده از مجموعهای از پردازندهها به نام آرایههای دروازهای قابل برنامهریزی (Programmable Gate Arrays) پایش کند. این بلوکهای منطقی به راحتی در صورت آسیبدیدگی ناشی از تابش قابل تعمیر هستند و این ویژگی راز موفقیت RadPC محسوب میشود. اگر ضربهای شناسایی شود، این سیستم میتواند مکان آن را تشخیص داده و مشکل را در پسزمینه رفع کند. همچنین، این سامانه دارای حسگرهایی به نام دوزیمتر است که سطوح متغیر تابش را اندازهگیری میکنند. RadPC در مسیر حرکت به سمت ماه، تعاملات بین مغناطکره زمین و باد خورشیدی را بهطور مداوم پایش کرده و اطلاعات دقیقی از تابش در محل فرود ارائه خواهد داد.
اگر RadPC موفق عمل کند، میتواند زمینهساز نسل جدیدی از رایانههایی شود که برای شرایط سخت فضایی کاملاً مناسب باشند. این دستاورد میتواند دوران جدیدی را رقم بزند که در آن آسیب به سامانهها کاهش یافته و فساد دادهها به حداقل برسد، و در نتیجه رایانهها بسیار مقاومتر شوند.
