Um sistema de computação híbrido desenvolvido no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, é a tecnologia que possibilita um experimento ambicioso que testa uma navegação relativa e capacidade de encaixe autônomo conhecida como Raven.

Desenvolvido pela Divisão de Projetos de Serviços de Satélite, ou SSPD, o módulo do tamanho de bagagem de mão foi lançado em 19 de fevereiro a bordo da espaçonave Dragon da SpaceX, junto com outros experimentos implantados fora da Estação Espacial Internacional em uma palete de experimentos. Raven está testando e amadurecendo visível, sensores infravermelhos e lidar e algoritmos de visão de máquina; o módulo trará a NASA um passo mais perto de realizar a capacidade inovadora do piloto automático que pode ser aplicada a muitas missões da NASA nas próximas décadas.

Desde os dias pré-Apollo da NASA, a agência atracou com sucesso espaçonaves enquanto voam pelo espaço. Contudo, todas as operações envolveram humanos que orquestraram os movimentos do solo. O objetivo da Raven é desenvolver e amadurecer tecnologias que, em última instância, irão aliviar a dependência humana e dar às naves espaciais a capacidade de alcançar as outras e acoplar de forma autônoma em tempo real.

"O módulo Raven é equipado com tecnologia que estabelece a base para um sistema de navegação relativo, "disse o diretor de Goddard, Christopher Scolese." O que alguns podem não apreciar totalmente é o fato de que os sensores de Raven não poderiam fazer seu trabalho se não fosse por outra tecnologia muito eficaz chamada SpaceCube. O processador SpaceCube é a tecnologia dos bastidores que está tornando essa importante demonstração possível. "

SpaceCube é um reconfigurável, plataforma de computação de vôo muito rápida que os tecnólogos de Goddard demonstraram pela primeira vez durante um experimento de navegação relativa no Hubble Servicing Mission-4 em 2009. Durante o experimento Raven, os "sensores do módulo servem como olhos. O SpaceCube atua como o cérebro, analisar dados e dizer aos componentes o que fazer, "disse Ben Reed, vice-diretor de divisão da SSPD. Os "olhos" e o "cérebro" juntos criam a capacidade do piloto automático.

Desde seu desenvolvimento inicial, O SpaceCube evoluiu para uma família de computadores de vôo, todos diferenciados por sua velocidade de computação, que é de 10 a 100 vezes mais rápido do que o processador de voos espaciais comumente usado - o RAD750. Embora o RAD750 seja imune aos efeitos adversos da radiação, é lento e muitas gerações atrás da velocidade de computação dos processadores comerciais.

Os processadores SpaceCube alcançam suas proezas de processamento de dados porque os tecnólogos de Goddard casaram circuitos integrados tolerantes à radiação, que são programados para executar trabalhos de computação específicos simultaneamente, com algoritmos que detectam e corrigem perturbações induzidas por radiação nos dados coletados. Consequentemente, esses sistemas híbridos são quase tão confiáveis ​​quanto o RAD750, ainda assim, ordens de magnitude mais rápidas, capaz de executar cálculos complexos antes limitados a sistemas baseados em solo.

Durante sua estada de dois anos na estação espacial, Raven sentirá a entrada e saída de espaçonaves que visitam a estação espacial, alimentando os dados que "vê" para o SpaceCube 2.0, um na família de produtos SpaceCube. O SpaceCube então executa um conjunto de algoritmos de pose, ou um conjunto de instruções, para medir a distância relativa entre o Raven e a espaçonave que está rastreando.

Então, com base nesses cálculos, O SpaceCube 2.0 envia de forma autônoma comandos que giram o módulo Raven em seu gimbal ou sistema de apontamento para manter os sensores treinados no veículo, enquanto continua a rastreá-lo. Enquanto tudo isso está acontecendo, Operadores da NASA no solo monitoram as tecnologias de Raven, prestando muita atenção em como eles funcionam como um sistema e fazendo os ajustes necessários para aumentar as habilidades de rastreamento de Raven.

"Rastrear espaçonaves com este sistema só é possível porque temos o SpaceCube, "disse o líder de tecnologia de aviônica da SSPD e engenheiro-chefe do SpaceCube David Petrick, que ganhou prêmios de prestígio por seu trabalho no processador. "Este tipo de operação requer computação rápida."

As tecnologias fundamentais da Raven serão aplicadas em missões futuras. Por exemplo, Restore-L, que também usará o SpaceCube 2.0, vai encontrar-se com, entender, reabasteça e realoque o Landsat 7 quando for lançado em 2020.

SpaceCube 2.0, Contudo, não é o único processador agora em funcionamento no palete de experimentos externos da estação espacial patrocinado pelo Programa de Tecnologia Espacial do Departamento de Defesa.

O SpaceCube 1.0 está sendo usado como interface de comunicação entre os serviços de dados da estação espacial e vários experimentos no palete. Além disso, uma versão miniaturizada do SpaceCube 2.0 - o SpaceCube Mini - está operando dois experimentos da NASA e do Departamento de Defesa dos EUA. A NASA também está testando dois outros computadores em miniatura, desenvolvido com a Universidade da Flórida. Esses modelos são, em sua maioria, equipados com peças comerciais.