Что происходит, когда роботизированный космический зонд преодолевает расстояние в миллионы миль от ближайшего инженера космического корабля? Если есть программная ошибка, инженеры могут иногда исправить проблему, загружая новые команды, но что, если компьютерное оборудование выходит из строя? Если аппаратное обеспечение контролирует что-то критическое, такое как двигатели или коммуникационная система, управление миссией мало что может сделать; миссия может быть потеряна. Иногда вышедшие из строя спутники могут быть возвращены с орбиты, но, поскольку нет никаких межпланетных служб буксировки для полетов на Марс. Можно ли что-нибудь сделать для поврежденных компьютерных систем вдали от дома? Ответ может заключаться в проекте под названием «Масштабируемая самонастраиваемая архитектура для космических систем многоразового использования». Но не волнуйтесь, машины не начинают осознавать себя, они просто учатся исправлять себя ...
Когда на пути к месту назначения происходит сбой в работе космического корабля, часто не так много контроллеров миссий. Конечно, если они находятся в пределах нашей досягаемости (т.е. спутники на околоземной орбите), есть вероятность, что они могут быть подобраны экипажами космического челнока или зафиксированы на орбите. Например, в 1984 году Discovery обнаружил два неисправных спутника в миссии STS-51A (на фото выше). Оба спутника связи имели неисправные двигатели и не могли поддерживать свои орбиты. В 1993 году космический челнок Endeavour (STS-61) осуществил смену орбитального зеркала на космическом телескопе Хаббла. (Конечно, всегда есть возможность, что сверхсекретные мертвые спутники-шпионы тоже могут быть сбиты.)
Хотя оба приведенных выше примера миссии по поиску / ремонту, скорее всего, связаны с механическим отказом, то же самое можно было бы сделать, если бы их бортовые компьютерные системы вышли из строя (если это стоило затрат на дорогостоящую миссию с пилотируемым ремонтом). Но что, если одна из роботизированных миссий за пределами орбиты Земли потерпела неудачное аппаратное сбой? Это также не должно быть огромной ошибкой (если бы это произошло на Земле, проблема могла бы быть быстро решена), но в космосе без присутствия инженера эта маленькая ошибка могла означать гибель для миссии.
Так каков ответ? Постройте компьютер, который может исправить себя. Это может звучать как Терминатор 2 Сюжетная линия, но исследователи из Университета Аризоны изучают эту возможность. НАСА финансирует эту работу, а Лаборатория реактивного движения воспринимает их всерьез.
Али Акоглу (доцент кафедры вычислительной техники) и его команда разрабатывают гибридную аппаратно-программную систему, которая может использоваться компьютерами для лечения. Исследователи используют полевые программируемые массивы затворов (FPGA) для создания процессов самовосстановления на уровне чипа.
ПЛИС используют комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Поскольку некоторые аппаратные функции выполняются на уровне чипа, программное обеспечение действует как «прошивка» ПЛИС. Прошивка - это распространенный термин, обозначающий компьютер, в котором конкретные программные команды встроены в аппаратное устройство. Хотя микропроцессор обрабатывает микропрограммное обеспечение так же, как и обычное программное обеспечение, эта конкретная команда относится к этому процессору. В этом отношении прошивка имитирует аппаратные процессы. Вот тут-то и начинается исследование Акоглу.
Исследователи находятся на втором этапе проекта под названием «Масштабируемая самонастраиваемая архитектура для космических систем многократного использования» (SCARS) и создали пять беспроводных сетевых устройств, которые могут легко представлять пять взаимодействующих роверов на Марсе. Когда происходит сбой оборудования, сетевые «собеседники» решают проблему на двух уровнях. Во-первых, проблемный юнит пытается исправить глюк на уровне узла. Переконфигурируя микропрограмму, устройство эффективно реконфигурирует схему, минуя ошибку. Если это не удается, собеседники устройства выполняют операцию резервного копирования, перепрограммируя себя, чтобы выполнять операции неработающего устройства, а также свои собственные. Интеллектуальный уровень используется в первом случае, но в случае сбоя используется интеллектуальный уровень сети. Все операции выполняются автоматически, вмешательства человека нет
Это увлекательное исследование с далеко идущими преимуществами. Если бы компьютеры могли излечить себя на большом расстоянии, миллионы долларов были бы сэкономлены. Также может быть продлен срок службы космических миссий. Это исследование также будет полезно для будущих пилотируемых миссий. Хотя большинство проблем с компьютером могут быть устранены астронавтами, могут произойти критические сбои системы; использование системы, такой как SCARS, может выполнить резервное копирование, спасающее жизнь, в то время как источник проблемы обнаружен.
Источник: UA News
