¿En qué dispositivo se guardan los datos de las naves espaciales? [cerrado]

Como se mencionó en los comentarios, esto dependería en gran medida de la evolución de la propia tecnología de almacenamiento no volátil. Sin embargo, se pueden dar algunas cosas por sentadas con cualquier misión de exploración espacial: la memoria activa de la nave espacial, los componentes del sistema de bus principal y la memoria no volátil están diseñados para durar con unidades redundantes en su lugar, y todos ellos reforzados físicamente para cumplir con los requisitos operativos para el entorno en el que trabajarán.

¿Qué significa eso? Bueno, describamos algunos ejemplos a lo largo de la historia de la exploración espacial para ganar algo de perspectiva. Por ejemplo, las sondas Voyager utilizan lo que en el momento de su desarrollo era lo más avanzado en tecnología de almacenamiento digital. Citándome de otra respuesta sobre cómo se evitó el deterioro de la cinta magnética en la Voyager 1 :

Las sondas Voyager utilizan grabadoras de cinta digital (DTR) de 8 pistas para registrar datos científicos y de telemetría, y ambas tienen capacidades de corrección de errores, y la Voyager 2 tiene algoritmos más fuertes y resistentes a los errores.

Entonces vemos que hay redundancia en la forma en que se escriben los datos en la cinta magnética, y el uso de algoritmos de corrección de errores asegura la integridad de los datos. Pasando a tiempos más actuales, el rover Curiosity que explora la superficie de Marte tiene un conjunto de componentes electrónicos totalmente redundantes en dos buses de sistema principales llamados A-side y B-Side . De hecho, le sucedió a este rover en particular, que una causa inexplicable resultó en lo que la NASA llamó la anomalía de memoria Sol 200 , y el rover se puso en modo seguro y luego cambió a usar su lado B mientras los ingenieros de la NASA estaban trabajando para resolver el problema . problema.

Pero hay más que simplemente usar sistemas creados para la redundancia, asegurando la integridad de los datos y el endurecimiento contra condiciones ambientales como la radiación solar, daños mecánicos o incluso equipos y equipos defectuosos o que se desgastan lentamente. Y no, no es el uso de tecnología de punta e invertir una gran cantidad de dinero en su desarrollo. Ese debería darse por sentado y probablemente no tenga que darte todo tipo de ejemplos. Buscar en Google la tecnología derivada de la exploración espacial debería producir todo tipo de resultados interesantes que todos podríamos estar usando ahora todos los días como un producto directo. de invertir mucho dinero en tecnología de exploración espacial.

Lo que quiero decir es que hay un proceso de toma de decisiones elaborado relacionado con el diseño de todas y cada una de las misiones de exploración espacial, el establecimiento de parámetros operativos y su combinación con el equipo adecuado del que dependerá el éxito de la misión. Esto también se aplica a la elección de tecnología de almacenamiento no volátil, cuántos sistemas redundantes se requieren y, de hecho, se pueden permitir. Este proceso de toma de decisiones del que todo depende se llama gestión de riesgos :

La gestión de riesgos es la identificación, evaluación y priorización de riesgos (definidos en la norma ISO 31000 como el efecto de la incertidumbre sobre los objetivos, ya sean positivos o negativos) seguida de la aplicación coordinada y económica de recursos para minimizar, monitorear y controlar la probabilidad y/o impacto de eventos desafortunados o para maximizar la realización de oportunidades.

Parte de la gestión de riesgos también consiste en decidir cuándo un equipo debe estar activo, desactivado o puesto en otros modos de funcionamiento. Por ejemplo, si se pronostica (o se detecta in situ ) que la nave espacial o un rover experimentará un movimiento repentino u otros factores que contribuyan a la seguridad de las operaciones y exceda sus límites operativos previamente determinados, las partes que podrían verse potencialmente afectadas negativamente podrían ser puestos en modo seguro automáticamente o con un comando emitido de forma remota, los discos duros podrían desactivar sus platos o apagarse por completo para activarse en una fecha posterior.

Dichos procedimientos de gestión de riesgos son parte integral de cualquier etapa de la planificación de la misión, desde su diseño hasta la definición de sus principales objetivos. Además del aseguramiento de la calidad , estas dos funciones de gestión e ingeniería trabajarán de la mano para garantizar el éxito de la misión lo mejor que puedan, si la tecnología y el presupuesto lo permiten. Esto se puede aplicar a cualquier otra industria, y la exploración espacial no es una excepción.

Entonces, como puede ver, no se trata simplemente de qué tipo de hardware se usa, sino también de manera igualmente importante cómo se usa. A menudo, las piezas seleccionadas tampoco están a la vanguardia de la tecnología, sino que se utilizarán piezas más duraderas con un historial comprobado. Es por eso que aún puede leer acerca de que la NASA colocó algunos procesadores de computadora de 5 años a bordo de su nave espacial y puede reírse de tener uno más rápido y más nuevo en su propia computadora. Se ha determinado que son suficientes para manejar sus tareas y cuentan con 5 años de garantía de calidad y evolución en las técnicas de fabricación a sus espaldas. Algo que la parte más nueva que podría usar no lo hace.

Y lo mismo ocurre con la tecnología de almacenamiento no volátil. Usarían piezas que son generalmente más robustas, resistentes al medio ambiente, clasificadas para trabajos pesados, etc., pero cualquier pieza puede fallar sin importar qué tan bien hayan demostrado que funcionan de antemano, por lo que también emplearán sistemas de integridad y redundancia tanto en hardware como en así como el software y la forma en que se escriben los datos para garantizar su integridad. Como hay literalmente cientos de técnicas individuales para asegurar eso, evitaré enumerarlas aquí. Pero si tienes alguna pregunta más específica, no dudes en hacerla en una nueva pregunta.

Sin embargo, se puede deducir una cosa: los productos de consumo como los que podría tener en su propia computadora no tienden a ser tan resistentes y resistentes a fallas como lo hacen los equipos de uso especializado. Su unidad de disco duro (HDD) todavía usaría una gran cantidad de tecnologías que se desarrollaron con esta mentalidad descrita, pero tienden a pasar lentamente del caso de uso de borde a los productos de grado de consumo. Su disco, por ejemplo, emplearía verificación de redundancia cíclica y otra detección y corrección de errorescódigo, algunos de los cuales podrían haber sido desarrollados exclusivamente con fines de exploración espacial hace unas décadas, y tienen patentes vencidas o no vienen con regalías, algo que los fabricantes de equipos de consumo evitarían en la medida de lo posible para mantener los costos bajos y mantenga el precio de venta de su equipo barato y alegre. Es decir, asequible.

Hoy en día suele ser memoria flash. Curiosity tiene 2 GB de flash por computadora redundante. Cada cámara (tanto Mastcam como la cámara con lente de mano) tiene 8 GB de flash cada una. Las computadoras también tienen una pequeña cantidad de EEPROM para almacenar software de vuelo, pero no se usan para datos.

Es posible hacer que cosas como unidades de cinta sobrevivan al lanzamiento y funcionen en el espacio, y se ha hecho . Sin embargo, hoy en día, la memoria de estado sólido tiene una masa menor y es más confiable que otros enfoques, y puede hacerse tolerante a la radiación .

Dos discos duros de 545 MB en un solo gabinete presurizado volaron y operaron con éxito en MSTI-3 en 1996 . Ese es el único ejemplo que he encontrado de discos duros que funcionan en una nave espacial, además de los que se usan dentro de recipientes a presión ocupados por humanos, por ejemplo, dentro de los ThinkPads en la ISS. La nave espacial STEP-3 tenía uno, pero ese nunca llegó al espacio debido a una falla en el lanzamiento. Los discos duros requieren aire o algo de gas para que la cabeza vuele literalmente sobre la superficie del disco duro. Por lo tanto, un disco duro utilizado en el espacio necesitaría su propio recipiente a presión, o ya debería estar herméticamente sellado y clasificado para el vacío del espacio.

Dudo que se vuelva a utilizar un disco duro en una nave espacial, ya que el costo-beneficio de una memoria de estado sólido más pequeña, liviana y de menor potencia supera con creces la diferencia de costo por la misma cantidad de almacenamiento.