NASA đang triển khai thử nghiệm một bộ vi xử lý không gian tiên tiến nhằm nâng cao đáng kể năng lực tính toán cho các tàu vũ trụ trong tương lai.
Con chip mới là kết quả hợp tác giữa NASA và Microchip Technology, hướng tới mục tiêu giúp tàu vũ trụ có thể tự xử lý lượng dữ liệu khổng lồ và đưa ra các quyết định quan trọng ngay tại chỗ mà không cần phụ thuộc quá nhiều vào tín hiệu phản hồi từ Trái đất.
Theo các chuyên gia, công nghệ này có thể tạo ra bước ngoặt lớn trong hoạt động thám hiểm không gian sâu, hỗ trợ các nhiệm vụ hạ cánh lên những hành tinh xa xôi cũng như các sứ mệnh đưa con người trở lại Mặt trăng và tiến tới Sao Hỏa.
Kết quả thử nghiệm ban đầu tại Jet Propulsion Laboratory cho thấy bộ vi xử lý mới hoạt động nhanh gấp gần 500 lần so với các chip chịu bức xạ đang được sử dụng trên tàu vũ trụ hiện nay.
Đây được xem là thành phần cốt lõi của dự án Tính toán Không gian Hiệu suất cao (HPSC) mà NASA đang phát triển.
Khác với các chip thương mại dùng trong máy tính hoặc điện thoại thông thường, bộ xử lý dành cho không gian phải có khả năng hoạt động bền bỉ trong môi trường bức xạ cực mạnh, chịu rung động dữ dội khi phóng tên lửa và thích nghi với thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt suốt nhiều năm mà không thể sửa chữa hay thay thế.
Theo NASA, hệ thống phần cứng này được thiết kế theo mô hình “hệ thống trên một vi mạch” nhỏ gọn, tích hợp bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ, kết nối mạng và các giao diện đầu vào - đầu ra trên cùng một nền tảng.
Kiến trúc này có nhiều điểm tương đồng với các dòng chip hiện đại trên điện thoại thông minh và máy tính bảng, nhưng đã được gia cố đặc biệt để chống lỗi điện tử do bức xạ vũ trụ gây ra.
Đại diện NASA cho biết hệ thống đa nhân mới không chỉ có khả năng chịu lỗi cao mà còn linh hoạt và đạt hiệu suất tính toán rất lớn, phản ánh thành công của quá trình hợp tác kỹ thuật giữa các bên.
Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ tin rằng trong tương lai, bộ vi xử lý này sẽ trở thành nền tảng cho các hệ thống trí tuệ nhân tạo trên tàu vũ trụ.
Nhờ đó, các tàu có thể tự phân tích môi trường xung quanh, nhận diện nguy hiểm, điều hướng và phản ứng với các tình huống bất ngờ theo thời gian thực mà không cần chờ lệnh từ trung tâm điều khiển trên Trái đất.
Hiện nay, nhiều tàu vũ trụ vẫn sử dụng các bộ vi xử lý cũ do chip hiện đại thông thường khó tồn tại trong môi trường bức xạ ngoài không gian. Điều này khiến khả năng tính toán trực tiếp trên tàu còn hạn chế và phụ thuộc nhiều vào việc gửi dữ liệu về Trái đất để xử lý.
Để kiểm tra độ tin cậy, các kỹ sư tại JPL đã tiến hành hàng loạt thử nghiệm khắc nghiệt với con chip mới, bao gồm chiếu bức xạ, thử nhiệt độ cực hạn, đánh giá va đập và kiểm tra nhiễu điện từ.
Theo NASA, bức xạ vẫn là thách thức lớn nhất đối với các thiết bị điện tử ngoài không gian, bởi các hạt năng lượng cao từ Mặt trời có thể gây hỏng hóc hoặc làm tê liệt toàn bộ hệ thống tàu vũ trụ.
Ngoài ra, cơ quan này cũng xây dựng các kịch bản mô phỏng hạ cánh hành tinh để đánh giá khả năng xử lý dữ liệu cảm biến khổng lồ của chip trong thời gian cực ngắn.
Sau khi hoàn tất các chứng nhận bay, bộ vi xử lý mới dự kiến sẽ được tích hợp trên tàu quỹ đạo, xe tự hành, trạm trú ẩn dành cho phi hành gia và nhiều thiết bị thăm dò không gian sâu.
Không chỉ phục vụ lĩnh vực vũ trụ, NASA kỳ vọng công nghệ chip siêu bền này còn có thể được ứng dụng trong ngành hàng không, ô tô và các lĩnh vực công nghiệp yêu cầu linh kiện điện tử có độ bền và hiệu suất cao trong môi trường khắc nghiệt.
Bình luận
0