ESA正在為Hera任務開發抗輻射計算機


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據悉,將於2023年10月發射升空的Hera探測器將由一台自主計算機控制,該計算機將可以在距離地球4.9億公里的放射性星際環境下運行四年。

宇宙飛船計算機已經從阿波羅任務開始走了很長一段路,現在,隨著越來越小的微電子技術的進步,複雜的機器人深空探測開始變成可能,然而這也使得這些計算機越來越容易受到輻射以及編寫差的代碼的危害。

不過在比利時太空公司QinetiQ的監督下,Hera宇宙飛船的計算機被設計成了能在距離地球數億英里的地方運行,並且還是在一個非常不友好的輻射環境下。想要實現這一目標意味著Hera需要一個硬架構、其組件必須要經過仔細的篩選、軟件則必須能夠在發生故障時繼續運轉。

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Hera計算機設計的另一個方面是,它必須要既獨立又要高度可靠,同時還要使用盡可能少的電力。由於Hera將會在火星軌道之外運行,所以它的太陽能電池板將不會像在地球附近那樣獲得那麼多的陽光,所以它的效率必須要高。另外,它還必須在進入安全模式或在關鍵時刻將重啟的風險降低到最小。

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QinetiQ Space的Peter Holsters表示:“在地球軌道上,一個(太空)任務的計算機進入安全模式並沒有什麼–衛星本身不會去任何地方,(所以)有時間重新配置它。但在深空,隨著大型小行星的旋轉,任何從失效中恢復過來的工作都必須獨立完成,而且要盡快完成。”這意味著最大的冗餘和從故障元素到備份的快速切換時間。

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“我們對Hera的基準測試是,任何計算機故障的重新配置都應該非常快,大約10到20秒。另一種設計策略則是有意不讓中央機載計算機具備所有功能。在Hera上,圖像處理將由羅馬尼亞公司GMV開發的一個專用單元完成,該單元有望用於自主航天器導航。”

據了解,Hera計算機採用的是基於先進數據與電源管理系統ADPMS–曾為Proba-2、Proba-V和Proba-3微型衛星開發–打造的雙核LEON-3處理器。該系統已擁有15年的成功飛行時間,接下來將用於Altius臭氧監測任務。為Hera設計的這款目前則正處於工程模型測試階段。

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ESA發言人稱:“這項測試–由ESA的通用支持技術項目支持–是在我們ProbaNEXT項目下進行的,該項目正在開發下一代供多種用途和用戶使用的Proba平台。目前,我們正在對設計中的冗餘和快速切換時間元素進行限定。這次測試能讓我們展示Hera所需的所有相關功能,所以一旦決定發射任務,我們就可以準備就緒。”

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