Güvenilir ve güçlü bilgisayarlar uzay yolculuğunda merkezi bir rol oynar: örneğin uydulardaki bilgisayar sistemleri zorlu yer gözlem görevlerini mümkün kılar. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), yerleşik bilgisayarlara (OBC) daha fazla güç vermeyi ve aynı zamanda kendilerini tamir etmelerini sağlamayı amaçlayan yeni bir bilgisayar mimarisi geliştiriyor. Dağıtılmış heterojen OBC’ler, ScOSA (Scalable On-Board Computing for Space Avionics) uçuş deneyi projesinde geliştirilmektedir. Bir ağ olarak bağlı farklı bilgi işlem düğümleriniz var.
Uydulardaki bilgisayar sistemleri için genel bir zorluk, kozmik ışınların bilgisayarları bozabilmesidir. Braunschweig’deki DLR Yazılım Teknolojisi Enstitüsü’nden proje yöneticisi Daniel Lüdtke, “Bir radyasyon parçacığı bellekten geçtiğinde, orada sıfırı bire çevirebilir” diye açıklıyor. Sonuçta, sistem başarısız olabilir veya yanlış sonuçlar verebilir. Radyasyona dayanıklı işlemciler bu nedenle uzay yolculuğu için kullanılabilir. Ancak bunlar çok pahalıdır ve çok az bilgi işlem gücüne sahiptir. Öte yandan, akıllı telefonlarda kullanılanlar gibi işlemciler çok güçlü ve aynı zamanda daha ucuz. Bununla birlikte, kozmik radyasyona çok daha duyarlıdırlar. ScOSA, her iki işlemci tipini tek bir sistemde bir araya getirir.
OPS-SAT test platformunda alçak dünya yörüngesinde test çalıştırması
Yazılım hataları ve arızaları tanır ve bilgisayarı kontrol eder. Daniel Lüdtke, “Hatalı bir işlemcide çalışan programlar, ağ aracılığıyla otomatik olarak diğer işlemcilere aktarılır” diyor. Bu arada uydu çalışmaya devam ediyor. Yazılım daha sonra işlemciyi yeniden başlatır ve tekrar sisteme entegre eder.
Avrupa Uzay Ajansı’nın OPS-SAT uydusu üzerinde yapılan bir deney şimdi bunun işe yaradığını gösterdi. ESA’nın OPS’si Dave Evans, “Deneysel bir bilgisayara sahip 30 x 10 x 10 santimetrelik küçük uydu, 2019’un sonundan beri alçak Dünya yörüngesinde bulunuyor. OPS-SAT, tam özellikli bir açık platform olarak araştırmacılara sunuluyor” diye açıklıyor. SAT Proje Yöneticisi.
DLR bilim adamları, ScOSA yazılımını ESA ile birlikte OPS-SAT üzerinde kurdu ve başarıyla test etti. Uydu, bu amaçla yer gözlem görüntülerini oluşturdu, bunları yapay zeka ile işleyip değerlendirdi. Uydu daha sonra sadece kullanılabilir görüntüleri bir yer istasyonuna iletir. Yazılım ve donanım gereksinimlerini özetleyen Daniel Lüdtke, “Gittikçe daha yüksek çözünürlüklü sensörler ve karmaşık algoritmalar, giderek daha fazla bilgi işlem gücü gerektiriyor” diyor. Radyasyona dayanıklı ve ticari olarak temin edilebilen işlemcilerden oluşan daha büyük bir ScOSA sistemi yakında DLR’nin kendi CubeSat’ı üzerinde test edilecek: küçük uydunun gelecek yılın sonunda yörüngeye fırlatılması bekleniyor.
Uydulardaki bilgisayar sistemleri için genel bir zorluk, kozmik ışınların bilgisayarları bozabilmesidir. Braunschweig’deki DLR Yazılım Teknolojisi Enstitüsü’nden proje yöneticisi Daniel Lüdtke, “Bir radyasyon parçacığı bellekten geçtiğinde, orada sıfırı bire çevirebilir” diye açıklıyor. Sonuçta, sistem başarısız olabilir veya yanlış sonuçlar verebilir. Radyasyona dayanıklı işlemciler bu nedenle uzay yolculuğu için kullanılabilir. Ancak bunlar çok pahalıdır ve çok az bilgi işlem gücüne sahiptir. Öte yandan, akıllı telefonlarda kullanılanlar gibi işlemciler çok güçlü ve aynı zamanda daha ucuz. Bununla birlikte, kozmik radyasyona çok daha duyarlıdırlar. ScOSA, her iki işlemci tipini tek bir sistemde bir araya getirir.
OPS-SAT test platformunda alçak dünya yörüngesinde test çalıştırması
Yazılım hataları ve arızaları tanır ve bilgisayarı kontrol eder. Daniel Lüdtke, “Hatalı bir işlemcide çalışan programlar, ağ aracılığıyla otomatik olarak diğer işlemcilere aktarılır” diyor. Bu arada uydu çalışmaya devam ediyor. Yazılım daha sonra işlemciyi yeniden başlatır ve tekrar sisteme entegre eder.
Avrupa Uzay Ajansı’nın OPS-SAT uydusu üzerinde yapılan bir deney şimdi bunun işe yaradığını gösterdi. ESA’nın OPS’si Dave Evans, “Deneysel bir bilgisayara sahip 30 x 10 x 10 santimetrelik küçük uydu, 2019’un sonundan beri alçak Dünya yörüngesinde bulunuyor. OPS-SAT, tam özellikli bir açık platform olarak araştırmacılara sunuluyor” diye açıklıyor. SAT Proje Yöneticisi.
DLR bilim adamları, ScOSA yazılımını ESA ile birlikte OPS-SAT üzerinde kurdu ve başarıyla test etti. Uydu, bu amaçla yer gözlem görüntülerini oluşturdu, bunları yapay zeka ile işleyip değerlendirdi. Uydu daha sonra sadece kullanılabilir görüntüleri bir yer istasyonuna iletir. Yazılım ve donanım gereksinimlerini özetleyen Daniel Lüdtke, “Gittikçe daha yüksek çözünürlüklü sensörler ve karmaşık algoritmalar, giderek daha fazla bilgi işlem gücü gerektiriyor” diyor. Radyasyona dayanıklı ve ticari olarak temin edilebilen işlemcilerden oluşan daha büyük bir ScOSA sistemi yakında DLR’nin kendi CubeSat’ı üzerinde test edilecek: küçük uydunun gelecek yılın sonunda yörüngeye fırlatılması bekleniyor.