人工衛星などのコンピューター

Question

人工衛星などのコンピューター

人工衛星や探査機に組み込んであるコンピューターはどのくらいの性能があるものなのでしょうか？
携帯電ほどなのか、家庭にあるパソコンほどなのか、パソコンよりも高性能なのか。。。
アポロに使われたコンピュータはとても簡素なものだったと聞いていますが今はどうなのでしょう？

kisinaitui · Accepted Answer

性能は低いですよ。
高性能な物を積んだとしても、電力の供給が多く出来ませんので、最低限度の能力で消費電力が少ない物が選ばれます。

高性能のプロセッサーなどはその分トラブルなども置きやすいのです。
「壊れたから、ちょっと交換してください。」と言う訳には行きませんので、極力トラブルの置きにくい部品の中からさらに部品１個１個の性能を確かめて、選別して使われます。

Sasakik · Answer

＞アポロに使われたコンピュータはとても簡素なものだったと聞いていますが今はどうなのでしょう？ 
今も変わりはないでしょう。

NASAは、地上のコンピュータには最新のアーキテクチャを導入したとしても、宇宙船などに搭載するコンピュータについては、恐ろしいまでに保守的な選択をしています。

有名どころを例に出すとしたら、スペースシャトルに搭載されたIBM AP-101でしょうか。
コロンビアの初飛行は1981年でしたが、搭載されたAP-101は、連綿と改良が加えられ続けたとは言え、基本は1960年代に発表された”枯れた”システムです。
シャトルには、1機当たり5台が搭載され、ソフトウェアのバグの可能性を考え、4台を同じソフト（これも”枯れた”モノを採用）のシステムで、残り1台を別のOSで組み立てたソフトで、計算を行い、相互のエラーチェックを行い、制御していたそうです。
で、機体のコンピュータには負担が大きい、大気圏再突入などの複雑な計算は地上の大型コンピュータで計算を行い、通信で計算結果を送り込んで、機の制御を行っているそうです。
すくなくとも2000年代初頭のシャトルもAP-101シリーズのままで飛行していたとのことで、その後の飛行計画・実績の推移からも、コンピュータシステムをごっそり交換したとは思えません。

あ、”最新”のステルス戦闘機「F-22ラプター」にしても、搭載機器の開発自体は、'90年代から始まっていて'00年代には完成したもので、決して”最新のコンピュータ”が搭載されている訳ではありません（搭載コンピュータも試作機から連綿とソースコードを書き加えていたそうですから、基本アーキテクチャに大きな変更があったとは無さそうです）。

manno1966 · Answer

> 今はどうなのでしょう？ 
余り変わりません。
当時は最新鋭の性能であの程度でした。
最新鋭なので、バグや故障等の心配から、複数のシステムを搭載していました。

> パソコンよりも高性能なのか。。。
地上からの支援を行うので、本体に高性能なものを搭載する理由がありません。
本体に演算させるより、地上から計算結果を送った方が早くて確実なのです。
人間並みの人工知能が開発されれば別と思いますが。

宇宙では、まず故障しないこと。
どのような環境でも動くこと。
省電力なことが求められます。
性能は二の次三の次なのです。
2004年に火星に着陸したマーズパスファインダーのCPUは8ビットのプロセッサでした。

特に、宇宙は真空で、地球以外の惑星等でも大気による熱伝導は期待できませんから、直射日光が当たる時は黒体放射による冷却が基本で、数十度から数百度。
日光が当たらないと、マイナス１００度からマイナス２７０度という環境。
放射線や強力な電磁波等が絶えず降り注ぐ。
重量制限があるから、防護も十分に行えない。
そのような環境では、最新のコンピューターは動かなくなるか誤作動してしまいます。

hiroki0527 · Answer

そろそろPentiumIII使われたのかな？

現行で使われているCPUは使われません・
CPUといえどもバグがあります。
現行CPUは未だにバグが新たに見つかっています(一般人には無用だがちゃんとCPUメーカーから資料が出ている)
宇宙でバグが発生したら対処のしようがありません。
なので、１～２世代以上前のCPU(バグは増加せず、対処方法も判明済)を利用するのです。
なので、一般家庭で使っているパソコンよりは性能が低くなります

jf2kgu · Answer

戦闘機には、一世代前のコンピューターを使用していると言われています
これは最新のコンピューターではバグなどが、判って居ないために、もしものことを考えて一昔前のコンピューターを使ってるそうです
それと同じで、衛生でも、恒久的に使う気象衛星などでは一世代前のコンピューターを使っていると思いますが今回の、イカロスや、ハヤブサなどでは、もしかすると、最新式のコンピューターを使っているかもしれません

deltalon · Answer

アポロ計画時のコンピューターは、実は多数決原理を使っていました。つまり予備を含めて3機のコンピュータを同時に使って、色々な変動への対処を計算させ、比較して多いほうを使うと言うスタイルをとっていました。(現在はよくわかりませんが、原理としては変わっていないと思います。)
 なお、宇宙空間で使うコンピューターといっても、内部の原理は我々が使っているものと変わりません。ただ、ハード的に極寒や酷暑、振動に耐える場合を想定する必要があり、さらに(軍用ですが)おそらく、ROM内に直接データを入れておくものと考えられます。(つまり計算が速くなる。）
　それと電磁気や放射線への防御シールドは、人間含めて必要なので、あんなでかくなります。ただ我々の使っているコンピューターもそうですが、要は「エラー・リカバリー」が重要なので、ただ計算だけならもっと小さく高速にできます。

人工衛星などのコンピューター

性能は低いですよ。

＞アポロに使われたコンピュータはとても簡素なものだったと聞いていますが今はどうなのでしょう？

> 今はどうなのでしょう？

そろそろPentiumIII使われたのかな？

戦闘機には、一世代前のコンピューターを使用していると言われています

アポロ計画時のコンピューターは、実は多数決原理を使っていました。

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