Billede: NASA.

Sådan er it-systemerne i Mars-robot skruet sammen

Mars-robotten Curiosity er et resultat af avanceret rumfartsforskning. Alligevel ligner robottens it-systemer noget fra 1990'erne. Læs her, hvordan det kan være.

Læs også:
NASA vil sende revolutionerende robotter til Mars

Video: NASA-robot skal tweete fra tur i rummet

Selvom Mars-robotten Curiosity er det mest avancerede stykke selvkørende jern, den amerikanske rumfartsorganisation NASA nogensinde har sendt til ud i rummet, vil robottens it-specifikationer næppe få nogen til at løfte et øjenbryn.

To redundante computere med hver en processor på op mod 200 megahertz, 256 DRAM-hukommelse og to gigabyte flash-memory-harddrive er ikke meget mere imponerende end den lommecomputer, som de fleste af os taler og sms'er igennem hver eneste dag.

"Computersystemerne i Curiosity er virkelig langt bagude, også når det gælder robottens kameraer," siger post.doc og Mars-forsker Kjartan Kinch fra Niels Bohr Instituttet ved Københavns Universitet med henvisning til de i alt 17 navigations- og overvågningskameraer, som Curiosity er udstyret med.

To grunde til old school-systemer
Han tilføjer, at der er to årsager til de noget forældede it-systemer.

Dels har Curiosity har rejst 570 millioner kilometer for blandt andet at observere vand i undergrunden, grundstofsammensætninger og stråling på den røde planet.

På grund af den lange rejse med partikelstråling, høt tryk og ekstreme temperaturpåvirkninger undervejs har NASA været tvunget til at pakke sine it-systemer godt ind og være økonomisk med sine højtspecialiserede computersystemer på Mars.

Den anden årsag ligger i, at NASA ikke gambler med driftsikkerheden, når organisationen ruller den 15 milliarder kroner dyre robot ud på en 570 millioner kilometer lang mission til Mars.

"Der er meget strikse krav til test og dokumentation af, at hardware og software kan fungere i rummet. Så det bider sig næsten i halen, at man stiller krav til, at kun velafprøvet rum-udstyr får lov til at komme med i rummet," forklarer Kjartan Kinch fra Niels Bohr Instituttet.

Radioaktivt batteri
I lighed med tidligere Mars-missioner er Curiositys computer bygget ind i selve robotten, så den mere eller mindre automatisk kan navigere og stoppe op for at tage billeder.

Derfor deler robottens mekanik også batteritid med de to stationære, redundante computere, som Curiosity kører rundt med.

Robottens energikilde er 4,8 kilo radioaktivt plutonium-238 dioxid. Det radioaktive stof henfalder og producerer varme.

Så hurtigt kommer billeder og data til Jorden
Varmen holder dels holder robotten varm om natten, dels omdannes den via to termoelementer til omkring 110 Watt elektrisk energi, som bruges til at oplade batterierne og til at holde robotten kørende.

"Batterierne holder omkring 42 amperetimer, hvilket betyder, at robotten kan navigere rundt om dagen og må lade plutoniumen henfalde igen om natten for at blive ladet op igen," forklarer Kjartan Kinch om robottens energikilder.

Til Jorden på seks minutter
At Curiosity kan være selvkørende, så længe der er plutonium på kedlerne, betyder også, at robotten dagligt kan modtage data og sende billeder og andre data til Jorden.

Det sker via Mars-robottens i alt tre antenner.

En af antennerne kommunikerer til sonder, der flyver i kredsløb om Mars, og som dagligt i op mod 10 minutter kan modtage to megabit data per sekund, som sonderne videresender til Jorden med lysets hastighed.

Det vil sige, at det tager mellem seks og 22 minutter at sende data til jorden alt afhængig af planeternes stilling i forhold til hinanden.

De to andre antenner kan kommunikere direkte med Jorden, hvoraf den skal pege direkte mod vores klode for at sende, mens den tredje antenne er en lille backup-antenne, der altid virker uanset antennens retning mod jordkloden.

Hvis denne sidste, lille antenne skulle sende 30 megabyte data direkte til Jorden, ville data ifølge NASA tage 20 timer at nå frem til rumfartorganisationens 70 meter brede antenner lokaliseret i henholdsvis Mojave-ørkenen i Californien, USA samt nær Madrid, Spanien og i Canberra på den australske østkyst.

Landingsprogram slettet
I alt forventes det, at Curiosity dagligt sender op mod 250 megabit Mars-data retur til NASA-folkene, hvilket svarer til godt 30 megabyte.

Robotten modtager også data i form af blandt andet komponenter til sit operativsystem, der styrer kameraarme og kørslen på Mars.

Kjartan Kinch fortæller eksempelvis, at robottens avancerede landingsprogram blev slettet lige så snart, at den succesrige landing var en realitet i starten af sidste uge, fordi der så bliver plads til at installere andre programmer i den sparsomme flash-memory.

Det forventes, at Curiosity skal køre rundt i ét Mars-år, der svarer til 687 dage på Jorden, hvis ellers rover-robotten overlever minimum én Mars-vinter, hvor temperaturen kan kravle helt ned til fra et gennemsnit på omkring -60 grader Celsius til -140 grader Celsius.

Læs også:
NASA vil sende revolutionerende robotter til Mars

Video: NASA-robot skal tweete fra tur i rummet



Premium
Pandora-CIO har gennemført massiv cloud-migrering i foråret: "Vi har simpelthen foretaget en åben hjerteoperation under coronakrisen"
Interview: Ved årets udgang er 70 procent af Pandoras it-landskab flyttet i skyen. Dermed når CIO Peter Cabello Holmberg i mål med planerne fra sommeren 2020 trods coronakrisen. "Vi har gennemført en række massive migreringer her under coronakrisen," siger han.
CIO
CIO Lars Bo Hassinggaard: "Ud over alle de sensorer der er bygget ind i vores nye fabrikker, så har vi også lavet et samarbejde med Aarhus Universitet hvor vi putter sensorer på vores net og trawlere."
Podcast: Royal Greenland har sin egen flåde af trawlere, sine egne fabrikker og eksportmarkeder over hele verden. Samtidig løser Royal Greenland opgaver inden for bank, skat og naturmyndighed. Hør hvordan it binder det hele sammen.
Job & Karriere
Regner din ferie væk? Brug tiden på at søge en af disse otte stillinger, der er ledige netop nu
Det sjasker ned over hele Danmark. Du kan bruge de våde sommerdage på at søge et af disse otte job, der er ledige lige nu.
White paper
Sådan opbevarer du effektivt og sikkert dine data – også med hybrid cloud
Cloud er her der og alle vegne. Men mange organisationer foretrækker en mere blandet tilgang, hvor dele af virksomhedens workload og it-miljøer sendes i clouden, mens andre dele placeres i andre og ofte lokale datacentre. Det stiller ofte mange forskelligartede krav til behovet for lokal storage. Men med IBM FlashSystem kan du konsolidere dit storage-behov og reducere kompleksiteten. Samtidig er FlashSystem all-flash og hybrid-løsninger bygget på et standardiseret sæt af værktøjer og APIs, som giver dig adgang til enterprise-løsninger uanset størrelsen på din organisation. I dette whitepaper fra Atea og IBM kan du læse om IBMs storeløsninger og de yderligere fordele som du kan opnå med dem.