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SpeacX獵鷹火箭白菜價方案將是大隱患?

時間進入2021年,馬斯克火箭再升空140顆星鏈再送入軌道。航天工程需要非常嚴格的技術來打造,SpeacX火箭是如何做到廉價的?

回收節約和成本節約

反覆使用的一級獵鷹火箭回收,馬斯克做到了:修一修、整理整理加上燃料又能升空,如今一節元老級的助推火箭外層已經被烤黑,據悉要是保養得好能使用上100次,真讓人不可思議。

我們都知道宇航級的計算機和商用級別的區別不是快慢的問題,而是耐得住宇宙空間輻射、低溫和粒子破壞的考驗。

目前SpeacX的龍飛船最遠的一次是將宇航員送到空間站上,但更遠的火星之旅能否經得住考驗?

質優價廉的發射服務的由來:將1.4億的成本降到2.6萬——航天類計算機單臺控制器的價格在500萬元左右,共14個系統,每個系統必須至少有一個備份,共28個控制器,總成本約1.4億元人民幣!

宇航級CPU有何不同?

首先面對的就是溫差,在太空環境裡並沒有散熱風扇這一利器,航天器被光照射的一面溫度約為150℃,背光面溫度約為-127℃;長時間在太空中運作還要面對看不見的威脅:輻射環境中的高能粒子轟擊微電子電路的敏感區可引發軟體計算誤差、電路閉鎖或晶片內部柵隔坍塌元件燒燬。

因此宇航級CPU需要使用抗輻射加固工藝技術,從系統、結構、電路、器件級的設計技術方面進行抗輻射加固,據悉:美國的宇航CPU RAD750效能達240—400MIPS,雖說只是夠用,但售價甚至高達上百萬…

而馬斯克直接使用普通的民用CPU,依靠演算法和架構彌補:SpaceX使用冗餘設計,針對每一個系統,工程師都用到了三顆多核CPU,但每顆CPU的每個核心同時只做一個運算,然後將運算結果拿出來比對,如果一致則向下執行,而結果有差異的話那麼這個CPU將立刻重啟,然後再做一次運算,直到交叉驗證結果完全一致再往下走。

這是馬斯克解決關於粒子翻轉的問題:民主決策。

民用CPU就效能而言絕對高於宇航CPU,不過我們得清楚,假設在太空長途旅行,遭遇一場突發的太陽風粒子使得發動機CPU都遭到了輻射的襲擊,導致電路損毀——沒有高強度的保護民用CPU在工藝製程上使用的是更精密的10nm工藝,【內部達百萬級的電晶體好比密集的燈泡,一粒碎石可以砸破更多的玻璃】,硬體受損即使是系統再優秀,執行的器件壞了也是無法糾正的,所以目前的航天技術而言,依賴計算機的複雜運算,在空間裡生存並不划算…

最後:既然是少數服從多數那麼這裡必須有一個疑問:二進位制計算時,三臺計算機裡同時兩臺受到干擾,計算出兩個錯誤的結果後,另外一臺對的是否能知道自己是對的?結局是運算成為錯誤的和兩外兩臺去匹配?而飛船在空間裡按照一個錯誤的指令去執行時它的命運意味著什麼?

地球上發射屬於安全區內質量可以打點折,而進入宇宙空間裡一點便宜都不能佔——沒有失敗的機會,不成功便成為星際塵埃!

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