Los procesadores y SO en Marte: Perseverance e Ingenuity

Con la llegada del rover Perseverance a Marte muchos se preguntarán qué tipo de procesador y sistema operativo viajó con ellos, como buena pregunta nerd la respuesta puede llegar a ser más rara de lo que esperaban.

Perseverance es un rover que tiene que operar en un territorio extremadamente hostil, tener un procesador allí implica no sólo que no falle sino que tenga redundancia y, especialmente, sea blindado. Ya he hablado de procesadores espaciales aquí por si les interesa el tema.

El blindaje de los procesadores espaciales es esencial, no sólo por el viaje sino porque, en el caso de Marte, no hay un campo electromagnético que proteja a ninguna máquina (ni ser vivo) de la radiación solar y los rayos cósmicos.

Aquí en la Tierra es fácil no sufrir las consecuencias, pero en un entorno hostil cualquier procesador o memoria se puede freír rápidamente apenas es impactado por partículas a alta velocidad o rayos gamma.

En el caso de Perseverance se utiliza el mismo procesador que en Curiosity: un BAE RAD 750, es un PowerPC de 200Mhz de velocidad, pero super probado y excelente en su servicio. No sólo estos dos rovers lo utilizan, podemos sumar a la sonda inSight también en Marte, la sonda Juno en Júpiter (en el escenario con mayor radiación de todo el sistema solar), el orbitador LRO en la Luna, el MRO en Marte (que de paso es el que envía todas las imágenes a la Tierra), el observatorio espacial Kepler entre otros.

Funciona y lo hace bien y resiste muy bien la radiación. Su proceso de fabricación es primitivo, 150nm pero esto lo ayuda, justamente, a resistir. Un procesador de 7nm seguramente podrá ser más rápido y eficiente pero, al mismo tiempo, corre mayor riesgo de perecer.

Opera en una temperatura entre –55 °C y 125 °C utilizando 5 Watts de energía, puede soportar unos 200.000 rads hasta 1.000.000 rads, una bestialidad de radiación.

La memoria de Perseverance es de unos 2 Gigabytes de memoria flash, 256MB de RAM y 256Kb de ROM programable. Toda esta memoria también está preparada para soportar radiación.

El sistema operativo es raro para lo que usualmente vemos en el mercado comercial pero es lo más común en rovers: VxWorks. Es un sistema operativo de tiempo real (RTOS) diseñado para sistemas embebidos, sea robots, maquinaria, automóviles y, por qué no, sondas espaciales.

Quien es totalmente distinto es el helicóptero experimental que lleva Perseverance: Ingenuity.

Aquí contamos con componentes ordinarios tomados de teléfonos celulares porque es tan sólo eso: un experimento. Así que no hacía falta que durara años ya que lo más probable es que apenas sobreviva un vuelo o dos.

Las baterías de Ingenuity se cargan de forma solar aunque el rover las cargará previamente antes de la primera prueba. Para controlarlo lleva mucho mayor poder de cómputo que todo el rover, sí, suena irónico pero es un Snapdragon 801 de Qualcomm, varias veces más potente que el PPC de su rover.

Si Perseverance tiene la potencia de una iMac de 1998 el pequeño helicóptero descartable lleva una bestia de cuatro núcleos ARM a 2.26GHz similar al usado en el Samsung Galaxy S5.

Pero, como es de esperar, no tiene ningún blindaje especial contra la radiación y hasta que no vuele no sabremos si fue afectado, o no, por el viaje.

El helicóptero capturará video de navegación con un sensor de 0.6MP y video frontal con una cámara de 13MP a unos 4K que le transmitirá al rover con su radio de 900Mhz a unos 250Kbps.

El vuelo no deberá elevarse más de 5 metros durante unos 90 segundos, si logra aterrizar de pie podrá esperar una nueva carga de batería (si los paneles alcanzan) y probar nuevamente.

¿Qué sistema operativo usa? Lamentablemente VxWorks no está disponible para el Snapdragon 801 así que los ingenieros del JPL optaron por Linux, igual de confiable y más que probado sobre esta plataforma.

El video del aterrizaje es fantástico:

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Comentarios

  • Tenes el principio duplicado :P

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  • Muy interesante todo.

    Lo del helicóptero hace unos días lo comentábamos en un grupo que seguramente sería tecnología mas moderna, y efectivamente si.

    Si funciona (el helicóptero) será una prueba interesante ver que tal aguanta esa tecnología mas moderna ahí afuera.

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  • Ariel    

    Uno pensaria que disponen de procesadores hiper sofisticados (Ojo, entiendo que estos tienen decadas y decadas de pruebas), pero no... van con lo suficiente para poder realizar todas las tareas. Y yo que puteo cuando el i7 este a veces crashea...

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  • Buena info.

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  • Fabio tengo entendido es todo por 2, la ´computadora´ son gemelas, son 2 computadoras idénticas que si falla una (con actualización o se traba), la otra entra en funcionamiento como el Curiosity
    Luego del problema de la actualización con el anterior y que se trabo, pensaron ponerle 3 a este pero no se porque no lo hicieron

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  • Danbat    

    Empezaron a poner imágenes y videos. El rover tiene 23 cámaras, algunas de muy alta resolución, pero no todo lo que captura viene a la Tierra o en su resolución original. El próximo paso es construir un Starlink entre Marte y la Tierra.

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    • Revisado: 22/02/2021 - 18:40:11
    • Va tener mejor cobertura y velocidad que Movistar...
      Como el chiste, mandan información desde Marte pero yo no puedo tener señal de wi-fi del comedor a la cocina :D :D :D

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  • Marcelo    

    Vxwork es uno de los motivos por el cual WindRiver sigue existiendo, no solo es un RTOS sino que tiene especicaciones de tipo militares cuanto a las garantias en su operacion (safeRTOS).
    La primer vez q lo usaron fue en la mision pathfinder.

    Las versiones linux que se usan no son co tal se conocen en pc, se cocinan con buildsystems como yocto o poki y estan pensadas para economia de espacio (usan generalmente busybox)

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