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美国正在设计和建造首台太空超级计算机<%=id%> |
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算机,而且已经很接近实现。 佛罗里达大学和霍尼韦尔航空航天部的工程技术人员正在设计和建造一种新的太空计算机,它的运算速度预计将比现有同类计算机的运算速度快100倍。新型计算机能够对数据进行快速处理,它计划于2009年装备美国宇航局的火箭并完成首次太空测试,以满足日益增多先进科学卫星的数据搜集的要求。此外,新型计算机还可以帮助太空探测器自主地和快速地做出决策,从而使其摆脱对地球监控人员的依赖。佛罗里达大学项目首席调研员,电子和计算机工程教授艾伦•乔治称,“探索太空,支持地球与宇宙科学研究,迫切需要一种能在太空中使用的更为强大的处理工具。” 近几十年以来,计算机变得越来越强大和快速,但这些先进性能很大程度上只能在地球上得以发挥。在太空中,所有的计算机必须拥有抗辐射能力或被保护起来,以免受到地球大气层以外的宇宙射线的干扰。这样一来,经过“保护”的计算机的运算速度将变得缓慢,其体积也会相应增大,成本也将变得高昂。其结果是:尽管卫星和太空探测器搜集信息的能力大大提高,但它们采集到的大部分数据不得不送回地球上的地面站进行处理。 霍尼韦尔公司克利尔沃特分部项目首席调研员,约翰•萨姆森称,“通常情况下,向下传输数据能使用的带宽非常有限,每秒只能从卫星上下传若干比特的数据。这大大限制了科学家的研究范围和深度。”目前的无人太空探测器同样存在不能独立行动的局限性,它们的行动只能依赖与地球之间的指令传输来完成。因为距离太遥远,地球上的任务控制员不可能对一些短暂的或意想不到的事件作出实时的反应。如果给太空探测器装备更多技术先进的计算机,他们就可以对大部分事件作出自己的判断,例如快速选择最好的感应器以便对瞬间发生的有趣事件进行记录。 乔治称:“要想实现全面自动化需要进行大量计算,但直到现在,传统的空间处理技术还不能进行高精确性计算。” 佛罗里达大学和霍尼维尔公司试图利用新型计算机达到升级卫星和探测器的目的,这种计算机将使用全新的独立多处理器技术。该计划由美国宇航局新千年计划和佛罗里达高技术通道委员会提供奖金,旨在通过软件方式应对太阳耀斑辐射或其它太空事件所导致的技术问题,而不需要用物理方式提高零部件抗辐射能力。这种软件方式允许计算机在有耀斑辐射的情况下或发生故障的情况下开展工作。 正如乔治所说:“当你知道一些零部件将要发生故障时,你可以使系统能够自动进行调整,这样就能减轻故障带来的影响。”在佛罗里达大学电子和计算机工程试验室里有一个大小只能用微波波长来计算的电路盒,该电路盒里装满了实验用电路板,它是这个计划的“核心”。乔治和他的研究生团队在实验室里开发和评估该系统的概念和原理。根据计划要求,他们要对没有抗辐射能力的零部件进行展示。他们的办法包括诸多方案,比如:计算机容错技术,或电路板上的某个功能零部件发生临时故障时,能够进行电路板快速转换的技术。他们还使用基于运算法则的某些技术来侦测和纠正处理故障。乔治说:“如果一个电路板由于辐射而发生故障,我们能够自动切换到另一个电路板。” 萨姆森称,通过应用佛罗里达大学的基础研究成果,霍尼维尔公司将制造一台能够适应空间飞行的高性能计算机。这将是一个巨大的挑战,即使抗辐射问题得到解决,也有其它诸多问题需要考虑。因为该系统不仅要体积小、重量轻,还必须适应火箭发射时火箭助推器与运载工具分离时的强烈振动。此外 ,该系统还需要在可用电源稀缺宝贵等条件下运行。萨姆森说:“太空的操作环境相当艰苦。” 如果这项研究能够按计划实施,建成后的计算机将于2009年2月进行测试飞行,届时它将搭乘ST8无人驾驶火箭开始它的首个太空之旅. 英文原文链接参见:http://www.physorg.com/news81096007.html
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