¿Qué blindaje se requeriría para usar componentes comerciales en la exploración lunar?

La potencia de procesamiento de los rovers de exploración actuales, como el RAD6000 (20Mhz) de MER y el RAD750 (200Mhz) de Curiosity, está muy por debajo de cualquier teléfono móvil actual. Según tengo entendido, esto se debe principalmente al endurecimiento por radiación y posiblemente a los rangos de temperatura.

¿Qué pasaría si usaras procesadores terrestres y otros componentes electrónicos para un rover en una misión lunar? ¿Podría utilizar otras medidas para prevenir estos efectos (por ejemplo, blindaje)?

Una de las formas más sencillas de blindaje es estimar la cantidad de radiación que podría llegar al procesador y, en base a eso, hacer un cálculo del grosor del aluminio que debe usarse para la estructura para evitar que la radiación (partículas cargadas) se propague. bombardear la electrónica. Las estimaciones se pueden realizar en la herramienta ESA SPENVIS.

Respuestas (2)

Es un poco una cuestión de filosofía: entre un sistema de cero fallas o un sistema tolerante a fallas. Un procesador terrestre típico causaría una mayor cantidad de fallas durante el cálculo, como cambios de bits, etc., lo que generaría resultados impredecibles. Sí, uno puede protegerlos hasta cierto punto. Pero es mucho más fácil construir la computadora y su software para que puedan manejar tales fallas. Esto es esencialmente lo que se hace en varios proyectos de satélites académicos. Esos proyectos simplemente no pueden probar el hardware endurecido por radiación o simplemente no se les permite comprarlo (problemas de uso dual). Aunque los satélites académicos se envían principalmente a la órbita terrestre baja, también tienen un mayor problema con la radiación y la actividad solar. Sin embargo, se ha utilizado con éxito una amplia gama de CPU integradas económicas e incluso de escritorio.

Una alternativa a los procesadores endurecidos es el concepto de múltiples procesadores de negociación redundantes, donde cada procesador negocia su visión del mundo con los demás, por lo que si uno sufre un pequeño cambio, puede corregirse por consenso, o incluso apagarse si es defectuoso.

El transbordador espacial usó una versión básica de esto con 3 computadoras que necesitaban estar de acuerdo, o si era necesario, 2 de 3 ganaban.

Por supuesto, el endurecimiento y la simplificación pueden proporcionar una solidez demostrable, mientras que el uso de una configuración compleja con 9 procesadores de gama alta tendrá que hacer frente a incidentes frecuentes que requieren corrección.

Además de los problemas de radiación (la causa principal de los cambios de bits), también existen problemas térmicos (tanto la disipación de calor como las tensiones de la variación térmica) que pueden influir en el funcionamiento y la vida útil del dispositivo. (¿La sensibilidad a la vibración [al usar tecnologías de lanzamiento tradicionales] también podría ser un factor?)
Definitivamente: el desafío de un amortiguador de calor para reducir el estrés térmico y los radiadores efectivos para disipar el exceso de calor hacen que esto sea muy complicado.