NASA Perseverance: Łazik ma komputer z 250 nm procesorem o zegarze 200 MHz. Dlaczego nie robi wysokiej jakości zdjęć?

Łazik Perseverance na powierzchni Marsa wylądował 18 lutego, a więc na miejscu jest już od ponad tygodnia. Od łazika, zwanego też Percy, otrzymaliśmy szereg zdjęć, a NASA udostępniła już materiał filmowy z jego lądowania. Główne zadania misji to poszukiwanie miejsc do zasiedlenia, bio-sygnatur potencjalnego, dawnego życia na Marsie, zbieranie próbek skał i "gleby" (regolitu), a także testy pozyskiwania tlenu z marsjańskiej atmosfery na potrzeby przyszłych misji załogowych. Perseverance wyposażony jest w siedem głównych instrumentów badawczych, a całością zarządza oczywiście komputer. Dla każdego, kto obecnie narzeka na wysokie ceny podzespołów komputerowych, być może swego rodzaju pocieszeniem będzie to, że sam procesor komputera marsjańskiego łazika kosztował nie mniej niż kilkadziesiąt pecetów.

Na komputerze wewnątrz łazika Perseverance, Crysis na pewno nie pójdzie. Łazik ma zresztą znacznie bardziej interesujące zadania do wykonania.

Cyberpunk 2077 - Test wydajności procesorów i pamięci RAM. Pojedynek AMD Ryzen vs Intel Core - Ile rdzeni potrzeba?

Wiadomo już, że komputer pokładowy Perseverance wyposażony jest w procesor RAD750 działający z zegarem od 110 do 200 MHz. Układ ten korzysta z litografii 250 nm. Warto przypomnieć, że 250-nanometrowe procesory konsumenckie, pod postacią, chociażby drugiej wersji Intel Pentium II (Deschutes), pojawiły się w 1998 roku. CPU w Perseverance ma rdzeń krzemowy o powierzchni 130 mm², zawierający 10,4 mln tranzystorów. Jego moc obliczeniowa to od 240 do 366 MIPS. Według producenta koszt pojedynczego egzemplarza to około 200 tysięcy dolarów. Warto zauważyć, że układ ten stosowany jest od dłuższego czasu i znajduje się w ponad 250 satelitach i innych obiektach wykorzystywanych w przestrzeni kosmicznej.

Test komputera MSI MEG Aegis Ti5 z procesorem Intel Core i9-10900K, kartą graficzną GeForce RTX 3080 i 128 GB RAM

Perseverance na swoim pokładzie ma oczywiście komputer zapasowy, na który łazik może przełączyć się w razie awarii głównego. Oprócz RAD750 specyfikacja sprzętowa obejmuje m.in. 256 MB RAM oraz 2 GB pamięci flash. Wszystko zamknięte jest w specjalnie opracowanej obudowie, której zadaniem jest utrzymywanie stałej temperatury. Bardzo wysoka cena RAD750, ale też innych podzespołów, wynika przede wszystkim z konieczności dostosowania do trudnych warunków. Musi on bezproblemowo działać przy temperaturach od -55 do +125 stopni Celsjusza. Bardzo ważna jest też odporność na promieniowanie. RAD750 zgodnie ze specyfikacją wytrzymuje do 10 tys Gray. Dla porównania zaledwie 6 Gray to wartość zabójcza dla człowieka. Biorąc pod uwagę czynniki zewnętrzne, eksperci NASA oszacowali, że system komputerowy Perseverance powinien wytrzymać około 15 lat.

Sprzęt komputerowy Perseverance, jak na dzisiejsze standardy, z pewnością nie imponuje, ale ze względu na wspomniane uwarunkowania poszczególne podzespoły muszą być do nich dostosowane. To trwa latami, a kolejne łaziki nierzadko przejmują część rozwiązań od swoich poprzedników. To samo można wspomnieć o kwestii zastanawiającej wielu internautów, a dotyczącej jakości zdjęć wykonywanych przez łaziki marsjańskie. Właśnie ze względu na warunki temperaturowe, promieniowanie, czy nawet pył, ale też ograniczenia związane z gabarytami i ciężarem, niemożliwe jest stosowanie wysokiej jakości systemów kamer, czy lustrzanek. W łaziku liczy się też każdy miliwat pochłanianej mocy, a i komputer pokładowy ma na tyle ograniczoną moc obliczeniową, że wszystkie urządzenia dodatkowe muszą się do niej dostosować. Na to nakłada się kwestia łączności, która nie jest stała. Dane z łazika poprzez orbitery MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) i MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) wysyłane są w pakietach i konieczne jest dokładne planowanie, co w konkretnym pakiecie będzie przesyłane i odbierane. Wysokiej jakości zdjęcia powierzchni Marsa dotychczas uzyskiwane były poprzez sklejanie wielu mniejszych w jedną całość.