Nasa Rover Perseverance: Mit 200-MHz-CPU zum Mars
Für die aktuelle Nasa-Mission auf dem Mars nutzt der Rover Perseverance einen Bordcomputer mit einer CPU mit nur 200 MHz. Allerdings muss der Computer unter Extrembedingungen arbeiten.
Am 18. Februar 2021 ist der Nasa-Rover Perseverance auf dem Mars gelandet. Die Mission lautet, Gestein einzusammeln und dieses später dann zur Erde zu bringen. So wollen die Forscher herausfinden, ob Lebewesen auf dem Roten Planeten zu finden sind. Der Bordcomputer des Rovers setzt auf den RAD750-Prozessor des Herstellers BAE Systems aus Großbritannien. Hierbei entspricht die CPU-Technik der zwei Milliarden US-Dollar teuren Mission der PowerPC 750-Architektur. Die CPU taktet dabei zwischen 110 und 200 MHz, womit er zehnmal schneller zu Werke geht als bei den Vorgängern Rover Spirit und Opportunity. Die Hardware des Rover Perseverance ist nahezu identisch mit dem Bordcomputer des 2011 gestarteten Rover Curiosity.
Spezielles Gehäuse macht Bordcomputer des Rover Perseverance so besonders
Die eingebaute Technik ist zwar wenig spektakulär, doch muss der Bordcomputer im Temperaturbereich zwischen -55 und 125 Grad Celsius zuverlässig arbeiten. Zudem muss die gesamte Recheneinheit unempfindlich gegenüber Strahlen und aufgeladenen Ionen sein. Hierbei hält die Technik Strahlendosen bis 10.000 Gy aus, bereits ein Wert von 6 Gy ist tödlich für einen Menschen. Die spezielle Isolierung des RAD750 hat etwa 200.000 US-Dollar gekostet. Zudem hat der Rover Perseverance einen zweiten RAD750 verbaut, damit man bei Problemen einfach zwischen beiden identischen Recheneinheiten hin und her schalten kann.
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Der Bordcomputer verfügt zudem über 356 Megabyte RAM und zwei Gigabyte Flash-Speicher. Mit einer Warm Electronics Box wird die Temperatur des Computers konstant gehalten. Herkömmliche Prozessoren von Notebooks und Smartphones würden mit der Strahlenmenge nicht zurechtkommt. Als Betriebssystem setzt die Nasa auf das Echtzeitbetriebssystem VxWorks, welches seit gut 10 Jahren zuverlässig im Marsrover Curiosity seinen Dienst verrichtet.
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Sammlung zum Marsrover Perseverance und dem eingesetzten Bordcomputer:
- Bei der aktuellen Generation des Rovers Perseverance wird auf eine CPU mit 200 MHz Taktrate gesetzt.
- Der Bordcomputer des Rovers setzt auf den RAD750-Prozessor des Herstellers BAE Systems aus Großbritannien.
- Allerdings steckt der 200.000 US-Dollar teure Computer in einem speziellen Gehäuse, damit der Bordcomputer auch bis zu 10.000 Gy Strahlung aushalten kann. Für einen Menschen sind bereits 6 Gy tödlich.
Quelle: Heise Online
Ausfallsicherheit, auch bei mehrfach redundanten Systemen geht dort über alles.
Fürher war 95% Arbeiten, heute 10% arbeiten, der Rest ist nur noch Ballast.
Ich habe das Argument nie verstanden, dass die CPU bei der Mondlandung zu schwach gewesen sein soll und deswegen alles Betrug war.
Das Geheimnis: Die Berechnungen wurden im Vorfeld vor berechnet. Ähnlich ist es auch bei der Marslandung. Da die Strahlung zu stark ist muss ein spezieller 200 Mhz Prozessor her. Natürlich wurden auch hier Ergebnisse vor berechnet, sonst wäre solch eine Mission nicht möglich. Sicherlich geht das heute schneller aber 1969 war dies natürlich auch möglich.
So eine Flugbahnberechnung ist deutlich einfacher als die meisten glauben/behaupten, das schafft man selbst von Hand problemlos (Was ja gerade bei den Mondmissionen z.T. sogar passiert ist).
Die Krankheit ist leider das viele denken das alles extrem Kompliziert sein muss .... was braucht es z.B. um eine Kursabweichung festzustellen und diese zu korrigieren ?
1. Ein Instrument das dies überhaupt fest stellt. Bei einem festen Ziel ist dieses am besten Optisch. So war es bei den Mondmissionen, und dort obendrein auch noch Manuell.
2. Eine einfache Steuerung die bei einer Abweichung entsprechend reagiert indem es entsprechend Schub auf die richtigen Düsen gibt. Dafür reichen einfachste Differenzial-Regelungen, im einfachsten Fall 2 Stück. Je einer für die X und die Y Achse (Z interessiert für diese Steuerung nicht). Eine KI braucht man für sowas absolut nicht.
3. ? Uff ... braucht kein 3. außer im Notfall das Eingreifen des Menschen wozu schon ein einfacher Joystick ausreichen dürfte. Ein "Echtes" Raumschiff ist auch nicht schwerer zu steuern als ein Kampfschiff in X-Beliebigen Weltraumshootern, im gegenteil ist es aufgrund der niedrigen Geschwindigkeiten (Relative Geschwindigkeiten) sogar eher einfacher.
Fazit : Für die einfache Navigation von X nach Y braucht es GARKEINEN "echten" Rechner. Das gilt umso mehr wenn man bedenkt wie die Menschheit es früher geschafft hat mit Hölzernen Nussschalen und nur Kompas/Sextant/Fernrohr (Bzw. sogar nur der Hand ... Indopazifik sag ich nur) die komplette Welt umsegeln zu können, da gibt es WEIT mehr zu beachten als im freien Raum zum Mond/Mars/wat weiß ich zu fliegen.
Zurück zum Rover : Was muss DER groß berechnen ? Navigationsanweisungen bekommt er geschickt und "reagiert" nur dadrauf. Die Experimente erfordern auch keine Rechenleistung wie blöd da die Geräte sich zum Großteil selbst steuern und nur die Anweisung brauchen DAS sie etwas tun sollen .... sogesehen sind selbst die 200Mhz schon übertrieben ..... die kommen nur dann wirklich zum Zug wenn Videos und Fotos und jetzt auch Ton aufgezeichnet, Komprimiert und versendet werden, nur DA braucht es die 200Mhz ....
Ich habe das Argument nie verstanden, dass die CPU bei der Mondlandung zu schwach gewesen sein soll und deswegen alles Betrug war.
Das Geheimnis: Die Berechnungen wurden im Vorfeld vor berechnet. Ähnlich ist es auch bei der Marslandung. Da die Strahlung zu stark ist muss ein spezieller 200 Mhz Prozessor her. Natürlich wurden auch hier Ergebnisse vor berechnet, sonst wäre solch eine Mission nicht möglich. Sicherlich geht das heute schneller aber 1969 war dies natürlich auch möglich.