اسپیس ایکس از چه پردازنده و سیستم‌عاملی در راکت‌ها و فضاپیماها استفاده می‌کند؟

شنبه ۲۰ ماه مه (دهم خرداد ماه) اولین سفر انسان با یک فضاپیمای ساخته شده توسط شرکتی خصوصی رقم خورد و اسپیس اکس موفق شد پس از ۹ سال سفری سرنشین دار را برای ایالات متحده رقم بزند. در این سفر «باب بنکن» و «داگلاس هارلی» در نهایت به ایستگاه فضایی بین‌المللی رسیدند. اما آنچه که این دو را به مقصدشان رساند راکت فالکون ۹ بود که از سوخت راکت در کنار چندین پردازنده و سیستم‌عامل نیرو می‌گرفت.

پردازنده و سیتسم‌عامل مورد استفاده فالکون ۹

راکت فالکون ۹ مشابه با بسیاری از ابرکامپیوترها،‌ تجهیزات اینترنت اشیا و دیگر دستگاه‌های با وظایف حساس، بر لینوکس مبتنی است. سیستم‌عامل فالکون ۹ نسخه‌ای ساده شده از لینوکس است که روی سه پردازنده دو هسته‌ای ساده با معماری X86 کار می‌کند. نرم‌افزار پرواز هم به طور جداگانه روی هر پردازنده اجرا می‌شود و با زبان‌های C و یا ++C نوشته شده است.

شاید این موارد به نظرتان ابتدایی بیاید و این موضوع بی دلیل نیست. پرازنده‌های فضاپیماها نسبت به جدیدترین و پیشرفته‌ترین پردازنده‌های روز بازار عقب‌تر هستند. این پردازنده‌ها برای فضاپیماها طراحی شده‌اند؛‌ فضاپیماهایی که فرایند طراحی آنها سال‌ها و حتی دهه‌ها طول کشیده است. به عنوان مثال ایستگاه فضایی بین‌المللی همچنان بر پردازنده‌های ۲۰ مگاهرتزی اینتل 80386SX مبتنی است که به شدت قدیمی به حساب می‌آیند. از چیپ مورد استفاده در فالکون ۹ اطلاعاتی در دست نیست اما گمان می‌رود با جدیدترین مدل‌های روز بازار حداقل ۱۰ سال فاصله داشته باشند.

از آنجایی که این پردازنده‌ها برای دستور و فرمان مالتی‌پلکسر و دی‌مالتی‌پلکسر در ایستگاه فضایی به کار می‌روند برای وظایف دیگر مناسب نیستند. فضانوردان همچنین برای کارهای روزانه از لپتاپ‌های اچ‌پی زدبوک 15s مبتنی بر توزیع‌های دبیان یا ساینتیفیک لینوکس و نیز ویندوز ۱۰ بهره می‌برند. سیستم‌های مبتنی بر لینوکس به منظور ترمینال کنترل و فرمان به کار می‌روند در حالی که سیستم‌های مبتنی بر ویندوز ۱۰ برای استفاده‌های دیگری نظیر وب‌گردی،‌ ایمیل و تفریحات کاربرد دارند.

معمولا تصور می‌شود که چیپ‌هایی که به فضا می‌روند با مدل‌های معمول تفاوت‌هایی داشته باشند. پردازنده‌هایی که در فضا کار می‌کنند باید در مقابل تشعشعات مقاوم باشند؛‌ در غیر این صورت در مقابل اثرات ناشی از تابش یونیزه کننده و تشعشعات کیهانی از کار می‌افتند. پردازنده‌های ویژه سفرهای فضایی به طور سفارشی و در طول سال‌ها طراحی می‌شوند و چندین سال آزمایش را پشت سر می‌گذارند تا در نهایت اجازه استفاده آنها در فضا صادر شود. به عنوان مثال ناسا انتظار دارد به عنوان نسل بعدی پردازنده‌های مصارف عمومی از گونه‌ای از ARM A53 استفاده کند؛ همان پردازنده‌ نه چندان جدیدی که در رزبری پای ۳ نیز تعبیه شده است. البته آماده شدن این پردازنده تا سال ۲۰۲۱ طول می‌کشد.

چرا اسپیس اکس در فالکون ۹ از سه پردازنده‌ استفاده می‌کند؟

زمانی که سیستم هر تصمیمی را می‌گیرد نتایج هر هسته با بقیه مقایسه می‌شود. اگر هرگونه مغایرتی مشاهده شود تصمیم لغو شده و در نهایت فرایند از ابتدا آغاز می‌شود. کنترلری که وظیفه کنترل پره‌های راکت و نیز موتورها را به عهده دارد سه فرمان را از هر پردازنده X86 دریافت می‌کند و در صورتی که تمامی آنها یکسان باشد دستور را اجرا می‌کند. ولی اگر یکی از دستورات متفاوت باشد،‌ کنترلر بر اساس دستورالعمل صحیح قبلی عمل خواهد کرد. اگر همه چیز ناخوشایند پیش رود فالکون ۹ دستورات چیپ خاطی را نادیده می‌گیرد. نتیجه استفاده از سه پردازنده این است که با محاسبه چند باره همزمان، هیچ نیازی به تهیه چیپ‌‌های گران قیمت طراحی شده برای سفرهای فضایی نیست.

اسپیس اکس همچنین پیش از هر پرواز، عملیات تست نرم‌افزاری و سخت‌افزاری را روی زمین انجام می‌دهد و بدترین سناریوهای محتمل حین پرواز، بدون از دست دادن راکت،‌ شبیه‌سازی می‌شود.

سیستم‌عامل و نرم‌افزار فضاپیمای دراگون

فضاپیمای دراگون هم بر لینوکس و نرم‌افزار نوشته شده با زبان ++C مبتنی است و رندرهای نمایشگر لمسی از بر اساس جاوا اسکریپت و کرومیوم کار می‌کند. در صورتی که اشکالی در اجرای رابط کاربری پیش آید فضانوردان می‌توانند با استفاده از کلیدهای فیزیکی کنترل فضاپیما را در دست بگیرند.

به این ترتیب می‌توان گفت که به لطف سیستم‌عامل لینوکس و پردازنده‌های چندگانه،‌ ایالات متحده بار دیگر موفق شده خود، ارسال فضانوردان به فضا را به دست بگیرد و از وابستگی به روسیه بکاهد.

مطالب مرتبط

اسپیس اکس ماهواره GPS نیروی فضایی آمریکا را به مدار برد [تماشا کنید]

اسپیس اکس غروب سه شنبه به وقت محلی آمریکا یک ماهواره GPS نظامی متعلق به نیروی فضایی این کشور را با راکت فالکون ۹ از دماغه کیپ کاناورال در ایالت فلوریدا به فضا پرتاب کرد.به گزارش Cnet، این سومین پرتاب پس از مأموریت ارسال فضانوردان ناسا با فضاپیمای کرو دراگون به ایستگاه فضایی بین المللی... ادامه مطلب

کارایی بالای کپسول کرو دراگون برنامه‌های ناسا را تغییر داد؛ افزایش مسافران در بازگشت

کپسول سرنشین دار «کرو دراگون» به لطف بازدهی بالا در تولید انرژی مدت بیشتری در فضا مانده و مسافران بیشتری را به زمین خواهد آورد.کپسول فضایی کرو دراگون دهم خرداد ماه در پرتابی تاریخی روانه ایستگاه فضایی شد و یک روز پس از آن با موفقیت به ایستگاه فضایی متصل شد. این کپسول قرار بود پس از... ادامه مطلب

انفجار مخرن استارشیپ SN7 اسپیس ایکس در تست فشار [تماشا کنید]

مخزن عظیم جدیدترین نمونه آزمایشی استارشیپ شرکت اسپیس ایکس، SN7 طی آزمایش فشار در جنوب تگزاس منفجر و نابود شد.اسپیس ایکس در «Boca Chica» در حال انجام آزمایش فشار روی این مخزن بود که ناگهان منفجر می‌شود. فاصله میان آزمایش و تست قبلی نزدیک به یک هفته است که البته در آزمایش قبلی، این مخزن با... ادامه مطلب

اسپیس‌اکس برای مأموریت مریخ و کاهش زمان سفرهای زمینی ایستگاه‌های شناور می‌سازد

اسپیس اکس به دنبال استخدام متخصصان ساخت و ساز روی دریا است و قصد دارد به کمک آن‌ها ایستگاه‌های فضایی شناور بسازد. این شرکت قصد دارد از ایستگاه‌های شناور برای پرتاب راکت‌ به ماه و مریخ و همچنین انجام سفرهای مافوق صوت روی زمین استفاده کند.ایلان ماسک، مدیرعامل اسپیس اکس با انتشار پستی در توییتر... ادامه مطلب

فضانوردان ناسا: سفر با راکت فالکون ۹ کاملا متفاوت از شاتل فضایی بود

چند روز پیش فضانوردان ناسا توسط راکت فالکون ۹ اسپیس ایکس با موفقیت روانه ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) شدند. حالا این فضانوردان از سفر خود با موشک شرکت تحت مدیریت ایلان ماسک سخن گفته‌اند.در تاریخ ۱۰ خرداد، دو فضانورد ناسا با نام‌های «باب بهنکن» و «داگ هارلی» پس از نزدیک به یک دهه و برای اولین... ادامه مطلب

خشم مدیر فضایی روسیه از موفقیت اخیر اسپیس اکس

بیشتر از یک هفته از پرتاب کپسول حامل انسان کرو دراگون اسپیس اکس به فضا می گذرد و حالا دیگر ناسا میتواند بدون وابستگی به روسیه راسا فضانوردان آمریکایی را به ایستگاه فضایی بین المللی بفرستد. اما مقامات روسی واکنش های متفاوتی را به این موفقیت نشان دادند که از کوچک شمردن آن گرفته تا... ادامه مطلب

نظرات ۵

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟