Mars-biler kører på årtier gammel computerhjerne

Rummets ekstreme omstændigheder stiller store krav til elektronikken ombord på Mars-køretøjerne

Curiosity-robottens hjerne er en langsommere udgave af den processor, som sad i den snart 20 år gamle iBook G3. Her er den bærbare computer redigeret ind. (© NASA/Lærke Kromann/DR Viden)

Der findes i øjeblikket to aktive køretøjer på Mars: Curiosity og Opportunity. De bevæger sig rundt og tager billeder og undersøger planetens overflade. Opdagelserne sendes hjem til Jorden, hvor de store mænger data bliver analyseret.

Rumkøretøjerne er højt specialiseret teknologi, men det er ikke ensbetydende med at det også er topmoderne.

Afgørende dele af køretøjerne er faktisk computerkomponenter fra slutningen af 1900-tallet, adskillige gange langsommere end en middelmådig smartphone er i dag.

Hjerne som en bærbar fra 1999

Den processoren som er hjernen i Curiosity hedder RAD750 og er baseret på PowerPC 750, som blandt andet sad i Apples iBook G3 der kom på gaden i 1999.

Den anden aktive Mars-bil - Opportunity - bruger en endnu ældre processor kaldet RAD6000.

Men hvorfor sakker NASAs sonder så håbløst bagud på regnekraft?

Faktisk har den bedagede teknologi nogle afgørende fordele over sine moderne modstykker, når det kommer til rumfart.

Hjernen i Curiosity-bilen er baseret på en processor som blandt andet sidder i Apples iBook G3 fra 1999. Billede: <a href="https://www.flickr.com/photos/mac_users_guide/"> Carl Berkeley på Flickr</a> (© Carl Berkeley)

Gamle men hårdføre computerchips

Miljøet på Mars er ekstremt hårdt ved de elektroniske komponenter, med svingende temperaturer, jævnlige støvstorme og ikke mindst radioaktiv stråling. Strålingen er en af de afgørende faktorer for, at de gamle processorer er det rigtige valg.

- Du er bundet til nogle lidt store og gammeldags processorer, fordi de skal være hårde nok til at tåle strålingen i rummet, siger John Leif Jørgensen, Professor og Afdelingsleder for Måling og Instrumentering ved DTU Space til DR Viden.

Processorerne i moderne smartphones er mange gange hurtigere end dem som sidder i Mars-køretøjerne, men strålingen i rummet gør, at alvorlige fejl, kendt som bitflips, vil forekomme i de moderne computerhjerner.

Populært sagt så ændrer bitflips computerens grundlæggende sprog som består af nuller og ettaller, og bytter om på det ene og det andet.

Det betyder, at et plus bliver et minus eller at tændt bliver til slukket. Og det kan påvirke det data, der sendes ned til jorden til videre analyse, eller sætte robotbilen helt ud af spil.

Mars-robotternes gamle processorer er mere hårdføre end nutidens CPU'er direkte fra fabrikken, men er yderligere modificeret så de endnu bedre kan modstå strålingen på Mars.

Både gammel og sløv

Ikke nok med at computerhjernerne er oldtidsfund i teknologiens hastigt udviklende verden. Der er også skruet ned for den ydelse som computerchipsene leverer. RAD750-chippen kører ved mellem 110 og 200 MHz, hvilket er endnu langsommere end Apples bærbare fra 1999, som kørte ved 300 MHz.

Den manøvre sparer strøm, som er en knap ressource på Mars, hvor der ikke lige er en stikkontakt.

Ikke mindst om natten, hvor Mars-køretøjernes solpaneler er inaktive og hvor en betydelig mængde energi skal bruges på at forhindre køretøjet i at fryse sammen.

Der bliver nemlig virkelig koldt på Mars når Solen går ned. Og med temperaturer på helt ned til minus 128 grader, bliver selv RAD750-chippen, der kan fungere ned til minus 55 grader, udfordret.

Curiosity bliver nødt til at bruge en del af sin energi om natten på at sikre, at elektronikken ikke bliver for kold.

Her er kameraet på et Mars-køretøj vendt mod jorden ved tusmørketid. Natten på Mars er væsentligt mørkere. (© NASA/JPL-Caltech/MSSS/TAMU)

Næste mission har også en gammel hjerne

Den næste Mars-mission som inkluderer et køretøj opsendes i 2020. Og hjernen i denne topmoderne robotbil er den samme RAD750-chip som sidder i Curiosity, der landede i 2012.

NASA, der står bag missionen, har altså tilsyneladende ikke travlt med at få opdateret bilens hjerne. I stedet fokuseres på de instrumenter, der skal undersøge den røde planet for spor af liv i de næste mange år.