GTC 2012: Part Time Scientists wollen GPUs zum Mond schießen
Haben Teilzeitwissenschaftler nichts besseres zu tun? In der Tat geht es bei diesem Projekt nicht um Langeweile-Bekämpfung von 30-Stunden-Forschern, sondern um den Google-Wettbewerb Lunar X Prize, auch Moon 2.0 genannt. Die Part Time Scientists sind eine der Gruppen, die am Wettbewerb teilnehmen und haben auf der GTC 2012 gerade ihr Projekt vorgestellt.
Quelle: PC Games Hardware
Part Time Scienstists auf der GTC 2012: Mit GPU-Support zum Mond (5)
Die Part TIme Scientists, ein Zusammenschluss von freiwilligen Wissenschaftlern und Studenten, wollen bei ihrem Versuch die ausgeschriebenen 30 Millionen Dollar zu gewinnen, wenig überraschend GPUs nutzen. Doch worum geht es eigentlich?
Google Lunar X Prize ist ein Wettbewerb, einen Roboter sicher auf der Mondoberfläche abzusetzen, mindestens 500 Meter zu bewegen und dabei Video, Bilder und weitere Daten zur Erde zurück zu senden. Die Teams müssen sich dabei zu mindestens 90% privat finanzieren und das Ganze muss bis Ende 2015 über die Bühne gegangen sein.
Die Part Time Scientists wollen, wenn alles glattgeht, schon nächstes Jahr ihren Roboter namens Asimov zum Mond schießen - und nicht nur am Boden sollen GPUs dabei sein, sondern auch an Bord des Roboters. Um den Roboter in die Umlaufbahn zu befördern und hernach auf dem Mond abzusetzen, musste das Team etliche Hindernisse überwinden und steht noch vor großen Herausforderungen - bei einigen davon sollen GPUs helfen.
Als Trägerrakete entschied man sich für eine ausgediente russische Interkontinentalrakete (natürlich ohne Sprengkopf), welche die Atmosphäre verlassen kann. Die eigentlichen Fährnisse liegen aber jenseits dieses Punktes. Da kein Pilot an Bord ist, müssen Flugbahn und mögliche Landepunkte im Voraus berechnet werden, kleine Variablen am Fluggerät zeigen dabei große Auswirkungen. Je schneller die Berechnungen durchlaufen werden, desto besser können die Wissenschaftler ihre Algorithmen verfeinern und die Route optimieren. Das wiederum ist wichtig, um den Landepunkt möglichst genau vorherbestimmen zu können, da die Landefähre aus dem Orbit mit 1,6 km/sec. angerauscht kommt, was ein punktgenaues Bremsmanöver erschwert. Hier kommen das erste Mal GPUs zum Einsatz, welche die Iterationszeit zwischen den Zuständen der Variablen drastisch verringern.
Auf dem Mond angekommen, ist ein möglichst genaues Bild der Umgebung unerläßlich um eine weitere Erschwerung der Steuerung zu vermeiden. Dafür ist Asimov mit stereoskopischen HD-Camers ausgerüstet. Nicht nur deren Datenstrom sondern auch derjenige der Sensoren muss einerseits natürlich komprimiert, andererseits auch möglichst störungsfrei übertragen werden. Signalverfälschungen durch geologische Eigenheiten der Umgebung beeinträchtigen die Qualität der Daten, können mit geeigneten Modellen herausgerechnet werden. Um diese in den Landezonen zu ermitteln können laut den vortragenden Part Time Scientists Robert Boehme und Wesley Faler dabei 34 Billionen Berechnungen pro Quadratkilometer nötig werden, die man in Echtzeit in den letzten Sekunden vor der Landung durchführen muss - auch hier kommen GPUs zum Einsatz.
Auf dem Boden angekommen, muss der Roboter Asimov mindestens 500 Meter, für einen Bonuspreis sogar 5.000 Meter zurücklegen - gesteuert über eine Verbindung mit 3 Sekunden Latenz. Der "Fahrer" hat also keinerlei direkte Rückmeldung über seine Aktionen. Durch Datenverarbeitung entstehende Latenzen kommen hinzu und vergrößern das Risiko eines Scheiterns der Mission. Um die Daten aus Kameras und anderen Sensoren effizient zu komprimieren, befördert Asimov ebenfalls GPUs, welche durch das Solarpanel auf dem Rücken des Roboters mit Energie versorgt werden. Die speziell entwickelten Kompressionalgorithmen erreichen eine hohe Datenqualität, die auch bei einem Paket-Loss eine gute Interpolation erlauben und das bei einer 8:1-Verdichtung des Datenvolumens.
Auf der Mondoberfläche muss Asimov mit seiner empfindlichen Fracht dann nur noch Temperaturen von 125°C bis -125 °C und ultrafeinem Sand trotzen, der 1000x feiner als jeglicher auf der Erde vorkommender Sand ist. Dafür haben die Part Time Scientists spezielle Kühlsysteme sowie extrem dichte Lager für die Räder und bewegliche Teile entwickelt. Die Part Time Scientists hoffen, bis zum geplanten Start der ICBM mit Asimov an Bord die anfallenden Kosten durch Sponsoren gedeckt zu haben.
Eine kleine, stark vereinfachte Version des Asimov fuhren die Forscher auf der Bühne herum und verlosten den Prototypen anschließend unter den Konferenzteilnehmern.
Es soll eine Dnepr sein, haben sie irgendwo mal erwähnt. Also etwas eher Kleineres.
Das ist mir schon klar; aber auch einige Zentimeter Blei sind nicht undenkbar; man könnte den Chip auch z.B. nur einseitig abschirmen, da von der Mondseite eher weniger Strahlung zu erwarten ist und an der Unterseite Montieren, damit er durch den Rumpf der Sonde zusätzlich geschützt wird usw.
Wie strahlenresistent GPUs (nicht) sind sollte man am besten vorher in der Praxis testen, dann kann man auch die Schirmung entsprechend dimensionieren.
Wenn man sich einbildet ubedingt GPUs nutzen zu wollen ist eine Schirmung meiner Meinung nach wohl immernoch die billigere Lösung im Vergleich zu einer Strahlengehärteten Spezialversion
Superwip, du hast im All auch Gammastrahlung, und da ist nichts mit Schirmen. Zudem kommen die ganzen schönen schnellen Ionen und Elektronen von der Sonne, was beim Auftreffen auf die Sonde auch nett Sekundärstrahlung erzeugt.
Du brüchtest um die Sonde zu schützen wohl einige Zentimer Blei.
Strahlung kann man alternativ auch abschirmen aber eine Schirmung hat auch ein Gewicht, da fragt sich, ob strahlenresistentere Hardware nicht billiger/effizienter ist als der Transport der Schirmung...
Die Frage ist auch, was für ein GPU am Ende eingesetzt wird; ausschließen kann man aber wohl eine strahlenresistentere Spezialentwicklung, diese würde wohl das gesamte Budged schlucken
Es gibt auch viel modernere Strahlengehärtete CPUs, die in aktuellen Raumsonden eingesetzt werden; ein moderneres Beispiel wäre etwa der BAE RAD750, er basiert auf einem Power PC-750 ("Power PC G3") mit 200MHz und wird etwa bei der 2005 gestarteten NASA Mission "Deep Impact" eingesetzt. Der CPU kann eine Dosisleistung von mindestens 2000 Gray aufnehmen bevor er defekt wird und funktioniert in einem Temperaturbereich von -55 bis 125°C. Einer dieser CPUs kostet mehr als 100 000€.
Ich will doch sehr hoffen, dass sie das Zeug erstmal entsprechend testen und erst dann zum Mond schießen
Ändert aber nichts daran, dass das keine strahlengehärteten Chips sind, und das kann ein gewaltiges Problem sien.
Ich habs doch hier am Institut mitbekommen, was für nen Geschiss die mit der Ausleseelektronik für die Experimente am CERN gehabt haben.
Gut, das ist nochmal ne ganze Ecke härter, was da das Zeug aushalten können muss, aber es steht auch nicht direkt im Strahl. Allein das was so streut zerschiesst dir normale Elektronik verdammt schnell.
Ich hoffe echt, das es nicht am Ende wegen der Strahlung schief geht