O GomX-4B CubeSat da ESA está carregando este pequeno, experimento secundário barato, mas importante:uma única placa eletrônica 10x10cm com 12 memórias flash de computador separadas, composto de três exemplos de quatro tipos diferentes, cada um comprado por alguns euros. Conhecido como Chimera - abreviação de Cubesat Highly Integrated Memory Radiation Assurance - este experimento testará como tais peças 'comerciais' (COTS) lidam com bombardeios de partículas atômicas eletricamente carregadas de alta energia do Sol e do espaço profundo. Um chip de monitoramento especialmente qualificado para o espaço, visto em ouro, gravará o desempenho de uma dúzia de memórias. Crédito:Agência Espacial Europeia
A próxima missão da ESA, a miniatura GomX-4B, inclui um experimento sobreposto para testar o desempenho das memórias de computador comercial do dia-a-dia no ambiente do espaço saturado de radiação.
Pronto para ser lançado na China nesta sexta-feira, O GomX-4B foi construído a partir de seis unidades CubeSat padrão de 10 cm pela GomSpace na Dinamarca.
Seu principal objetivo é testar links de rádio entre satélites e micropropulsão, mas GomX-4B também carrega um pequeno, experimento secundário barato, mas importante:uma única placa eletrônica 10x10cm com 12 memórias flash de computador, composto de três exemplos de quatro tipos diferentes, cada um comprado por alguns euros.
Conhecido como Quimera, este experimento testará como tais peças 'disponíveis no mercado' lidam com bombardeios de partículas atômicas eletricamente carregadas de alta energia do Sol e do espaço profundo. Um chip de monitoramento especialmente qualificado para o espaço registrará o desempenho de uma dúzia de memórias.
“A interação com partículas carregadas pode induzir 'bit flips' na memória do computador, introduzindo erros, "explica Tomasz Szewczyk, membro da equipe Chimera.
"Realizamos testes de solo e modelagem de software para entender como os diferentes componentes são afetados pela radiação, mas nada supera o teste real no espaço.
"Há uma pressão cada vez maior para usar mais peças prontas para uso em órbita porque são teoricamente mais baratas e mais capazes do que as peças projetadas no espaço, mas existem pontos de interrogação sobre sua confiabilidade.
O espaço além da Terra está inundado de radiação. Partículas carregadas emitidas pelo Sol, confinado na magnetosfera da Terra ou originado do Universo mais amplo, são uma das principais causas de anomalias e mal funcionamento dos satélites. Crédito:Agência Espacial Europeia
"Por exemplo, lotes diferentes da mesma peça podem ter reações radicalmente diferentes a partículas carregadas, com base em pequenas variações nas matérias-primas ou no processo de fabricação. É por isso que estamos voando três versões de cada memória. "
Assim que ficou claro que havia uma chance de voar no GomX-4B, O Chimera foi construído e testado em um ano, com os engenheiros de dados da ESA trabalhando em conjunto com especialistas em garantia de qualidade. A placa foi montada por engenheiros certificados da ESA, com testes ambientais para lançamento e condições de espaço usando mesas agitadoras e câmaras de vácuo térmico.
"As missões da ESA já têm usado muitas peças diferentes disponíveis no mercado, certamente nas últimas duas décadas, "comenta o cientista da computação Gianluca Furano." Toda a memória de massa das missões voadoras atuais é composta de dispositivos flash puramente comerciais, por exemplo.
"E agora existem algumas áreas de componentes onde simplesmente não temos nenhuma alternativa qualificada para o espaço. O problema é que as peças prontas para uso precisam passar por muitos testes para ter certeza de que atenderão o necessário desempenho e confiabilidade, e isso pode significar que seu custo por unidade acaba ficando muito mais alto. "
Além disso, as capacidades das peças qualificadas para uso espacial normalmente ficam várias gerações atrás das peças prontas para uso, que se beneficiam da duplicação dos transistores por chip a cada dois anos ou menos.
O GomX-4B CubeSat da ESA testará links intersatélites e controle de órbita de propulsão para constelações futuras, trabalhando com gêmeo GomX-4A, que é propriedade do Ministério da Defesa dinamarquês. Crédito:Agência Espacial Europeia
Uma abordagem é pegar dispositivos comerciais e desenvolver métodos para melhor usá-los para aplicações espaciais, frequentemente com a ajuda de fabricantes. Por exemplo, chips programáveis conhecidos como 'matrizes de portas programáveis em campo' podem ter mecanismos de detecção e correção de erros adicionados.
"Quanto mais conhecimento tivermos de como essas peças se comportam nas operações espaciais, então, quanto mais podemos desenvolver contramedidas eficazes, "acrescenta Gianluca.
"A indústria terrestre também está se interessando por essas soluções. Para grandes data centers que usam uma grande quantidade de memória, os raios cósmicos já estabelecem limites de confiabilidade. Esses efeitos também se tornarão um fator dentro dos chips para aplicações críticas de segurança, como carros autônomos. "
"Os experimentos de tecnologia de vôo no CubeSats estão abrindo uma infinidade de oportunidades para acessar o espaço com mais rapidez, e de forma mais econômica, "acrescenta Ali Zadeh da ESA." A natureza multidisciplinar de tais experimentos resulta em colaborações empolgantes em toda a nossa agência. "
