Los microprocesadores de las naves espaciales

Por Daniel Marín, el 4 marzo, 2013. Categoría(s): Astronáutica • Sistema Solar • sondasesp ✎ 52

El reciente fallo de uno de los dos ordenadores de Curiosity ha puesto de relieve el importante papel que juegan los microprocesadores en las misiones espaciales. El rover marciano incorpora dos RAD750 (PowerPC 750) a 200 MHz, ¿pero qué hay de otras naves espaciales?

Micro RAD750 (BAE Systems).

Con diferencia, el microprocesador más popular en la NASA es el RAD6000, una versión del PowerPC 601 desarrollado por IBM y actualmente construido por BAE Systems. El RAD6000, que opera a una velocidad máxima de 33 MHz, fue el primer microprocesador de 32 bits protegido contra la radiación y controla o ha controlado un elevado número de sondas, como por ejemplo los MERs Spirit y Opportunity (a 25 MHz), así como otras sondas marcianas como Phoenix, Mars Polar Lander, Mars Climate Orbiter, Mars Odyssey y Mars Pathfinder (en este caso con 64 MB de memoria). Las sondas MESSENGER (actualmente en órbita de Mercurio), Dawn (para el estudio de Vesta y Ceres, con 8 GB de memoria en estado sólido), Deep Space 1, Genesis y Stardust también están equipadas con él, así como los observatorios espaciales Spitzer (telescopio infrarrojo), SDO (observatorio solar en órbita baja), Swift (telescopio de rayos gamma), Gravity Probe B (satélite para el estudio de la relatividad general) y STEREO (una pareja de satélites de observación del Sol en órbita solar). La mayoría de estas naves funcionan con el sistema operativo VxWorks.

Placa de un ordenador con RAD6000 (NASA).
Fabricando el RAD750 (BAE Systems).

El siguiente microprocesador más popular es el 1750A (MIL-STD-1750A), especialmente en los vehículos de hace más de una década. El 1750A es una arquitectura de diseño concebida por los militares norteamericanos, no un modelo específico de chip, de ahí que sea fabricado por un gran número de compañías. Este micro de 16 bits se encarga de controlar la sonda Cassini de la NASA (actualmente en órbita de Saturno) y la sonda Rosetta de la ESA (en ruta hacia el cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko). También ha viajado a bordo de las sondas Clementine, Mars Global Surveyor (que también incorporaba micros Intel 8086 en otros ordenadores) y los satélites Cluster de la ESA para el estudio de la magnetosfera, así como numerosos satélites en órbita baja (Aqua, Aura, Terra, Landsat 7, GOES-13, GOES-O, GOES-P, etc.).

Micro 1750A.

Otro microprocesador espacial es el Mongoose-V, una versión protegida contra la radiación del MIPS R3000 de Synova. Opera a 10 y 15 MHz y gestiona el ordenador central de la sonda New Horizons, actualmente en ruta hacia Plutón (a 15 MHz). Los microprocesadores Intel también se emplean en varias naves espaciales. El pequeño rover marciano Sojourner tenía un micro Intel 80C85 a 2 MHz y el telescopio espacial Hubble usa un 486 (80486), aunque antes empleaba un 386, un micro que también es usado en algunos ordenadores principales de la ISS. También ha sido muy popular el NSSC-1, un ordenador con una arquitectura diseñada por el Centro Goddard de la NASA en los años 80 que ha equipado el observatorio de rayos gamma Compton o los satélites UARS y Topex/Poseidon.

Mongoose-V (Synova).

Si nos remontamos más atrás en el tiempo, la sonda Galileo empleó seis micros RCA 1802 en su ordenador central (también usado originalmente en algunos sistemas del transbordador espacial), un chip de 8 bits. Eso sí, la mayoría de las primeras sondas y satélites empleaban microprocesadores construidos exclusivamente para la misión (o directamente no tenían micros como tales), de ahí que no sea fácil identificarlos. Las Viking usaban en los dos orbitadores un ordenador General Electric de 18 bits a 25 kHz con memoria de ferrita de 4 KB, mientras que las sondas de aterrizaje tenían un ordenador equipado con dos procesadores Honeywell HDC 402 con 18 K de memoria. Las Voyager tenían tres ordenadores, uno de los cuales era similar al de los orbitadores Viking y otro (Flight Data Subsystem) operaba a 16 bits y 80 kHz.

El Apolo empleaba el AGC (Apollo Guidance Computer) Block II en dos versiones, uno en el módulo de mando y otro en el módulo lunar, aunque en general poseía 2 KB de memoria RAM, 36 KB de memoria ROM (de núcleos de ferrita) y funcionaba a 1 MHz. La estación espacial Skylab y el shuttle en sus inicios usaron ordenadores de la familia IBM 4Pi modificados, unos productos muy populares en varios aviones militares norteamericanos. Curiosamente, el 4Pi debía haber equipado a la estación espacial militar MOL. El Skylab uso la versión de 16 bits, pero el transbordador incorporó a principios de los años 80 cinco ordenadores AP-101, una versión de 32 bits y 480 kHz del 4Pi dotado de microprocesadores Intel 8086 (también incluía micros RCA 1802 para las pantallas). Puede parecer poco, pero en su época fue una revolución (especialmente si los comparamos con los 7 kHz de los ordenadores de las cápsulas Gémini). A finales de los años 90, el shuttle incorporó microprocesadores Intel 386 en sus cinco ordenadores principales.

Los satélites rusos y soviéticos también han empleado muchos microprocesadores no estándar específicos para cada misión, aunque podemos encontrar algunos relativamente comunes. La última versión digital de las Soyuz (TMA-M) utiliza un ordenador TsVM-101 fabricado por NII Submikron dotado de un micro 1V812 a 24 MHz con 2 MB de RAM. Por su parte, el TsVM-22, que tiene un microprocesador a 60 MHz, ha sido empleado en varios satélites y, en forma fuertemente modificada, en la malograda sonda marciana Fobos-Grunt. Un gran número de sondas soviéticas (Mars 2–7, Venera 9–16 y Vega 1-2) usaron el ordenador S-530, que operaba a 100 kHz.

Ordenador ruso TsVM-22 (NII Submikron).

El RAD750 de Curiosity promete ser tan popular en el futuro como en su momento lo fue el RAD6000, aunque por ahora sólo se puede encontrar en un puñado de sondas, como es el caso de la Mars Reconnaissance orbiter (MRO). Como vemos, las prestaciones de cualquier teléfono móvil moderno supera ampliamente a estos microprocesadores espaciales, pero claro, un teléfono móvil sería incapaz de sobrevivir unas pocas horas a las duras condiciones del espacio.

Spirit y Opportunity usan el RAD6000 (NASA). 

Referencias:



52 Comentarios

  1. Me facino el articulo y de complementos con los comentarios me han dado excelente informacion. Gracias al autor y a los demas por los comentarios. El blog Eureka lo utilizo mucho en mis clases de fisica en la universidad como complemento al material que doy en clases. Gracias, muchas gracias.

  2. En otro tipo de naves se emplean unos ordenadores humedos sumamente eficientes, por ejemplo en las libelulas o en las abejas y avispas. Incluso en los mosquitos. Habria que empezar ya a estudiarlos

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Por Daniel Marín, publicado el 4 marzo, 2013
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