NASA の高性能宇宙飛行コンピューティング プロジェクトは、宇宙船のコンピューティング能力を劇的に向上させることを目的としています。ミッションには過酷な宇宙環境に耐えられるプロセッサが必要であるため、数年前に開発された堅牢で信頼性の高いチップが使用されています。しかし、自律型宇宙船の開発を可能にし、より高速なデータ分析を通じて科学的発見のペースを加速し、月や火星へのミッションで宇宙飛行士をサポートするには、最新のチップが必要です。
バージニア州ハンプトンにあるNASAのラングレー研究センターでNASAのゲームチェンジャー開発プログラムのプログラム要素マネージャーを務めるユージン・シュワンベック氏は、「これまでの宇宙プロセッサーの遺産を基にして構築されたこの新しいマルチコア・システムは、フォールトトレラントで柔軟性があり、極めて高性能である」と述べた。 「宇宙飛行コンピューティングの進歩に対する NASA の取り組みは、技術的な成果とコラボレーションの勝利です。」
高性能宇宙飛行コンピューティング プロジェクトの中心となるのは、宇宙での多くの課題をサポートしながら、現在の宇宙飛行コンピュータの最大 100 倍の計算能力を提供するように設計された、耐放射線性の高い新しい高性能プロセッサです。南カリフォルニアにある NASA のジェット推進研究所は、これらの課題を再現するいくつかのテストを実施しています。
JPLのハイパフォーマンス・スペース・コンピューティング担当プロジェクト・マネージャ、ジム・バトラー氏は、「私たちは、厳密な機能テスト・キャンペーンを通じて性能を評価しながら、放射線、熱、衝撃テストを実施することで、これらの新しいチップを絞っている」と述べた。
プロセッサーは、電子機器を劣化させる可能性のある電磁放射や極端な温度変化など、宇宙飛行の過酷な環境に耐えられることを証明するために、数え切れないほどのテストに耐える必要があります。太陽や星間空間からの高エネルギー粒子は、宇宙船を「セーフモード」に送る不具合を引き起こす可能性があり、ミッションオペレーターが問題を解決するまで不要な操作は停止されます。
惑星体への着陸には特有の課題もあります。 「現実世界のパフォーマンスをシミュレートするために、私たちは実際のNASAミッションからの忠実度の高い着陸シナリオを使用しています。通常、大量の着陸センサーデータを処理するには電力を大量に消費するハードウェアが必要です」とバトラー氏は述べた。 「今は、NASA の次の大きな飛躍を可能にするハードウェアに取り組んでいるエキサイティングな時期です。」
2月に始まったJPLでの試験は数カ月間続く。結果は有望なものでした。プロセッサは設計どおりに動作しており、現在使用されている放射線耐性のあるチップの 500 倍のパフォーマンスを示しています。象徴的なマイルストーンとして、チームはテストの開始時に「Hello Universe」という件名で電子メールを送信しました。これは、初期のコンピューター開発で人気があったテスト メッセージに敬意を表しています。
アリゾナ州チャンドラーに拠点を置く Microchip Technology Inc. によって構築された高性能スペースフライト コンピューティング プロセッサは、同社と JPL によって商業提携を通じて開発されています。サンプルは、広範な防衛および商業航空宇宙産業の早期アクセス パートナーに提供されました。この技術により、自律宇宙船は人工知能を使用して、人間の入力が不可能な複雑な状況や環境にリアルタイムで対応できるようになります。これは、深宇宙ミッションで一連のデータを分析、保存し、地球に送信するのに役立ち、科学的発見のペースを加速します。また、将来の月や火星への有人ミッションもサポートできる可能性がある。
システム オン チップ (SoC) として知られるこのプロセッサは、手のひらに収まるサイズで、中央処理装置、計算オフロード、高度なネットワーク ユニット、メモリ、入出力インターフェイスなど、コンピュータの主要なコンポーネントがすべて含まれています。コンパクトで電力効率の高い SoC は、スマートフォンやタブレットによく使われています。しかし、JPL がテストしている SoC だけが、最寄りの修理業者から何年も、何百万 (あるいは何十億マイルも) 離れた場所でも耐えられるように作られており、最も厳しい家庭ユーザーですら再現できない条件に耐えることができます。
宇宙飛行の認証が得られれば、NASAはこのチップを同局の多くの地球周回探査機、惑星表面を探査する探査機、有人居住地、深宇宙ミッションのコンピューターハードウェアに組み込むことになる。この技術は、マイクロチップ社によって航空や自動車製造などの地上産業にも応用される予定です。高性能宇宙飛行コンピューティングの多用途性は、地球上の数多くの分野に革新的なツールを提供しながら、NASA の宇宙探査における継続的な進歩をサポートしています。
このプロジェクトは、NASA ラングレーに拠点を置く宇宙技術ミッション総局の Game Changing Development (GCD) プログラムによって管理されています。 GCD プログラムと、カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学の一部門である JPL は、ミッション要件を開発し、業界研究に資金を提供し、プロジェクトのライフサイクルを納品まで導くことで、高性能宇宙飛行コンピューティング技術のエンドツーエンドの成熟を主導しました。 NASA JPL は 2022 年に Microchip をパートナーとして選択し、同社はプロセッサの独自の研究開発に資金を提供しました。
高性能宇宙飛行コンピューティング プロジェクトの詳細については、以下をご覧ください。
https://go.nasa.gov/4cIGUKu
報道機関の連絡先
イアン・J・オニール
カリフォルニア州パサデナのジェット推進研究所。
818-354-2649
ian.j.oneill@jpl.nasa.gov
ジャスミン・ホプキンス
NASA本部、ワシントン
321-432-4624
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2026-031
