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.

موشک استارشیپ اسپیس‌ایکس از سکوی پرتاب خود در تگزاس برای ششمین آزمایش پرواز سیستم پرتاب بلند می‌شود. (منبع: اسپیس‌ایکس)

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.

ماموریت Solar Orbiter در حال مطالعه خورشید به طور دقیق است. این ماموریت به دانشمندان کمک می‌کند تا منبع باد خورشیدی را شناسایی کنند. با تشکر از: آژانس فضایی اروپا (ESA).

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.

ناسا سه ارائه‌دهنده خدمات فرود تجاری ماه را انتخاب کرده است که محموله‌های علمی و فناوری را تحت خدمات محموله تجاری ماه (CLPS) در قالب برنامه آرتمیس ارسال خواهند کرد. هر فرودگر تجاری محموله‌های ارائه‌شده توسط ناسا را حمل خواهد کرد که تحقیقات علمی انجام می‌دهند و فناوری‌های پیشرفته را در سطح ماه نشان می‌دهند، و راه را برای فرود فضانوردان ناسا بر سطح ماه تا سال 1403 هموار می‌کنند. انتخاب‌ها به شرح زیر هستند: • شرکت آستروبوستیک از پیتسبورگ مبلغ 79.5 میلیون دلار دریافت کرده است و پیشنهاد داده است که تا 14 محموله را به لاکوس مورتیس، یک دهانه بزرگ در سمت نزدیک ماه، تا تیر 1400 پرواز دهد. • شرکت اینتوییتیو ماشینز از هیوستون مبلغ 77 میلیون دلار دریافت کرده است. این شرکت پیشنهاد داده است که تا پنج محموله را به اقیانوس پروسلاروم، یک نقطه تاریک جالب علمی روی ماه، تا تیر 1400 پرواز دهد. • شرکت اوربیت بیوند از ادمون، نیوجرسی، مبلغ 97 میلیون دلار دریافت کرده است و پیشنهاد داده است که تا چهار محموله را به مار ایمبریوم، یک دشت گدازه در یکی از دهانه‌های ماه، تا شهریور 1399 پرواز دهد. تمامی مدل‌های فرودگر برای اعلام انتخاب شرکت‌ها برای ارائه اولین فرودگرهای ماه در برنامه آرتمیس، در روز جمعه 10 خرداد 1398 در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرینبلت، مریلند به نمایش درآمدند.

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.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *