
2018年10月的联盟10号发射失败不光使得两名宇航员无法如期开始太空之旅,其造成的一个意外后果是:当前太空中运算能力最强的计算机不得不推迟回归地球的时间。

众所周知,为了保证在复杂、恶劣的环境下能够正常的运算,那些军事、航空航天应用中所使用的计算机多半都以运算速度上的劣势来换取更加稳定的工作状态。更低的运行速度、更复杂的纠错能力和多重冗余的存储方式使得航天器上的计算机能够在外太空中高能粒子束的冲击下幸存。举个例子,很多电脑使用的SSD的存储机制就在外太空的环境下变得极为脆弱。用于控制 阿波罗飞船登陆月球的船载计算机的运算能力远弱于你手中的手机,而很多卫星的星载计算机甚至弱于工控单片机。

现在,这种情况随着芯片工艺的进化而得到了改善,很多立方星所采用的主控单片机就是市售单片机的工业级或汽车级版本。这台国际空间站上的“超级电脑”也体现了这一思想。这是一台由惠普和NASA共同设计制造的超级计算机,采用Intel的处理器,共有32个核心。其大部分组成部分和关键零件都和惠普的服务器产品线共用。至于存储部分,20块固态硬盘暴露出了我们之前所提到的问题——共有9块硬盘在一年的时间内先后损坏,损失率接近了50%。这和SSD在地面上的表现完全不同。也是未来空间计算机设计中不得不考虑的一部分。

这台电脑采用标准机柜设计、水冷降温。这是国际空间站上实验设备的标准配置。原定的实验计划是送上空间站、开机几次并运行测试,随后被联盟10号任务带回地球,回到惠普的实验室进行分析和测试。但火箭发射失败使得这台超级计算机不得不留在空间站上继续进行任务。NASA自然是不会做亏本的买卖——现在计算机向其他研究者开放,这可能是让自己的程序在太空中跑的好机会了。

为什么我们要把超级计算机搬上空间站?如果仅仅是一颗近地轨道上的卫星,星上的计算能力并不重要,只要能够处理好星上的任务,复杂的数据就传回地球就好了。然而如果我们将目光投向月球、火星、乃至更遥远的深空,飞行器上的运算能力就显得格外重要了。你总不能在登陆一个无线电波要传输几个小时的星球的时候,靠地球传来的数据引导吧!
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