Milyen operációs rendszer fut a múlt szombaton kilőtt Crew Dragon fedélzeti számítógépén?
2020 / 06 / 06 / felkai.adam
Milyen operációs rendszer fut a múlt szombaton kilőtt Crew Dragon fedélzeti számítógépén?
A múlt szombaton végre sikerült fellőni a Crew Dragont, amelynek a fedélzetén ezúttal – a SpaceX és úgy általában véve egy magáncég életében először  – asztronauták is utaztak.

Írtunk már arról, hogy ezt a teljesítményt miként tette lehetővé az a Falcon 9 hordozórakéta, amely a héten lett 10 éves. Ám nyilván sokan elgondolkodtak azon is, hogy milyen számítógép és miféle programok irányították a rakétákat és az űrhajót.

Elvégre kijutni a világűrbe önmagában is bonyolult feladat, arról nem is beszélve, hogy miféle számításokat igényelhet, hogy a mozgásban lévő Crew Dragon hozzákapcsolódjon a szintén mozgásban lévő Nemzetközi Űrállomáshoz: márpedig az űrhajó erre képes automatikusan.

Ne is kerülgessük tovább a forró kását: a Falcon 9 operációs rendszere lényegében egy Linux. Ez annyiban nem meglepő, hogy Linuxot használnak a szuperszámítógépek, a dolgok internetjét (Internet of Things (IoT)) használó eszközök, és egy csomó eszköz, melyek fontosak az űrmissziók szempontjából.

Évekkel ezelőtt a szakemberek úgy nyilatkoztak a Falcon 9 programozásáról, hogy a fejlesztőcsapat 35 főből állt – ők írták az összes kódot a Falcon 9 Grashopperhez (ez volt a tesztrakéta) és a Dragon kapszulákhoz. A Falcon 9 fedélzeti rendszere lényegében egy lecsupaszított Linux, amely három darab kétmagos x86 processzoron fut C/C++ nyelven.

A repülési szoftver pedig külön-külön fut mindegyik processzorokon.

Hogy miért? Biztonsági okokból. A SpaceX egy úgynevezett Actor-Judge szisztémát használ, vagyis ahányszor megszületik egy döntés, azt összemérik a többi processzoron kapott eredménnyel. Amennyiben a három processzoron született eredmények nem egyeznek, úgy a döntést kihajítják, és újrakezdődnek a számítások.

A parancs tehát csak akkor kerül át az ezt végrehajtó PowerPC-hez, ha az eredmények mindhárom processzoron azonosak lettek. Amennyiben ez nem így történik, a PowerPC a legutóbbi egyhangú eredmény szerint folytatja a működést. Ha pedig az egyik chip konzekvensen eltérő eredményt ad, annak parancsait a Falcon 9 elkezdi figyelmen kívül hagyni.

Mindez szép és jó, de a hardver azért meglephet egyeseket, hiszen ezekben a chipekben nincs semmi speciális – legalábbis első pillantásra. Ez így is van rendjén, mivel az űrutazásokhoz sosem a legmenőbb és legújabb CPU-kat használják, aminek az oka, hogy ezeket éveken, néha évtizedeken át fejlesztik. Ugyanakkor ezek az űrben használt chipek elég speciálisak, mivel ellen kell állniuk a sugárzásnak. Az ionizáló sugárzás és a kozmikus sugarak miatt ezek az eszközök extra védelem nélkül hamar tönkremennének, ezért éveken át fejlesztik és tesztelik őket, hogy a világűr kegyetlen körülményei közt is megőrizzék a működőképességük.

Ez persze nem hangzik túl olcsó megoldásnak, és valóban nem az. Ugyanakkor épp jelenleg folynak kutatások azzal kapcsolatban, hogy miként lehetne űrbiztossá tenni a kereskedelmi forgalomban kapható számítógépeket szoftveres úton, például úgy, hogy az erősebb sugárzást érzékelve a szoftver kikapcsolja a gépet. Ezzel ugyanis megint sokat lehetne faragni az űrutazás roppant költségeiből.

Amúgy a Falcon 9-en használt chipek nem űrbiztosak. Mivel ennek első fokozata magától visszatér a Földre, ezért nem is szükséges, hogy azok legyenek.

Szóval az űrutazás nem a hihetetlen számítási kapacitás terepe. Talán mást várnánk, de nem ezeken a gépeken fog 8K-ban futni a Cyberpunk 2077 real-time ray tracing mellett. A NASA következő generációs, általános felhasználású processzora például a Raspberry Pi 3-ből lehet ismerős. És ez még nem is működik jelenleg, majd csak 2021-től fog.

Ennél is keményebbek a Nemzetközi Űrállomáson zakatoló vasak: az ISS fedélzetén ősi darabok, 1988-ból származó, 20 MHz-es, Intel 80386SX CPU-k szolgálnak. Ezek persze csak szigorúan az Űrállomás működtetésével kapcsolatos számításokat végzik. A napi munkához és teendőkhöz az űrhajósok HP ZBook 15-öket használnak, ezeken pedig Debian Linux, Scientific Linux és Windows 10 fut. A Linuxok tudnak kommunikálni az űrállomással, a Windows pedig a különböző nem szigorú értelemben vett űrtevékenységhez jó: email, netezés, esetleg egy kis Netflix, ha úgy adódik.

Visszatérve a cikk apropójához: a Dragon kapszula vezérlőszoftverét  C++-ban írták, és ez szintén Linuxon fut. Az űrhajó érintőképernyője (ez itt akár játékos formában is kipróbálható) Chromiumot és JavaScriptet használ. Persze ha az érintőképernyő elromlik, az asztronauták átválthatnak fizikai gombokra is, hogy azzal irányítsák a hajót.

(Kép: Flickr/Official SpaceX Photos)


Igényes és férfias történeteket keresel? A Roadstert neked írjuk!
Olvass bele az egyik legszínvonalasabb hazai magazinba, szeretni fogod! A Roadster egy fantasztikus utazás az élet legjobb területein...
Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Ezek is érdekelhetnek

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.