NASAn uusi tekoälysiru voisi antaa avaruusaluksille kyvyn ajatella itse

NASA testaa uutta tietokoneprosessoria, joka voisi muuttaa avaruustutkimuksen täysin. Kyse on niin sanotusta High Performance Spaceflight Computing -projektista, jonka ytimessä on säteilynkestävä siru — pieni kuin kämmen, mutta tehokkaampi kuin mikään aiemmin avaruuteen lähetetty.

Varhaiset testitulokset ovat rohkaisevia. NASAn mukaan siru on toiminut odotetusti ja sen suorituskyky on ollut jopa 500 kertaa parempi kuin nykyisissä avaruusaluksissa käytetyissä prosessoreissa. Testaus alkoi helmikuussa JPL-laboratoriossa Kaliforniassa, ja se jatkuu vielä useita kuukausia.

Miksi vanha ei enää riitä?

Avaruusalukset ovat tähän asti nojanneet vanhoihin ja hitaaisiin prosessoreihin — ei siksi, että ne olisivat hyviä, vaan siksi, että ne kestävät. Avaruus on elektroniikalle erittäin vihamielinen ympäristö: säteily, äkilliset lämpötilavaihtelut ja auringosta tulevat energiahiukkaset voivat hajottaa tavallisen sirun tai ajaa avaruusaluksen niin sanottuun safe mode -tilaan, jossa se sammuttaa toimintojaan odottaessaan ohjeita Maalta.

Ongelma on, että mitä kauemmaksi Maasta mennään, sitä pidemmäksi viestintäviive kasvaa. Marsissa se voi olla useita kymmeniä minuutteja suuntaansa. Silloin ei yksinkertaisesti voi odottaa, että joku Maassa kertoo alukselle, mitä tehdä.

Tekoäly ja itsenäinen päätöksenteko

Uusi siru on suunniteltu juuri tähän tarpeeseen. Kun avaruusaluksella on riittävästi laskentatehoa, se voi hyödyntää tekoälyä ja reagoida yllättäviin tilanteisiin itse — reaaliajassa. Se voi myös analysoida tieteellistä dataa lennossa eikä vain tallentaa kaikkea ja toivoa, että tiedot saadaan lähetettyä Maalle.

NASA mainitsee, että prosessori voisi tukea tulevia miehitettyjä Kuu- ja Mars-lentoja. Lisäksi se sopisi maaplaneettakiertoradoille, planeettarovereihin, syväavaruusluotaimiin ja miehitettyihin habitaatteihin.

Miten se testataan?

Testeissä simuloidaan avaruuden olosuhteita mahdollisimman tarkasti. Sirua altistetaan säteilylle, äärimmäisille lämpötiloille ja iskuille. Lisäksi NASAn JPL-tiimi on testannut, miten prosessori selviää planeetan laskeutumistilanteista käyttämällä oikeita datoja aiemmilta NASAn missioilta.

"Testaamme näitä siruja rajojensa äärirajoilla", sanoo projektin johtaja Jim Butler JPL:ltä.

Siru on kehitetty yhteistyössä Microchip Technology Inc. -yhtiön kanssa, joka liittyi hankkeeseen NASAn kumppanina vuonna 2022. Microchip on jo jakanut testikappaleita puolustus- ja kaupallisille avaruusalan toimijoille.

Hyötyä myös Maalla

Kiinnostavaa on, että teknologialla voi olla käyttöä myös maan päällä. Microchip suunnittelee soveltavansa prosessoria ilmailu- ja autoteollisuuteen. Tämä ei ole tavatonta — avaruusteknologia on historiallisesti löytänyt tiensä moniin arkisiin sovelluksiin.

Toistaiseksi siru ei ole vielä sertifioitu avaruuskäyttöön, ja testaus jatkuu. Mutta suunta on selvä: tulevat avaruusalukset eivät enää ole vain ihmisten ohjaamia koneita — ne voivat olla aidosti itsenäisiä toimijoita.