人工衛星にはコンピューターが入っていますが、 宇宙空間には放射線が矢のように降り注いでいるわけで、

天文、宇宙 | 工学150閲覧

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当然あるので、誤動作しても良いような方策がとられています。 参考までに、シールドは「薄く」しています。 宇宙空間の宇宙線は陽子や原子核がほとんどで、密度は低めですが相対速度がとんでもなく速いのでシールドに当たるとねずみ算で増えて莫大な二次放射線を発生し、コンピュータに影響を与える衝突の確率が増します。そこで、コンピュータまでに通過する原子の量を最低限にするために、薄くします。 地表付近とは対策が全く異なる訳です。

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はい。 人工衛星はコンピュータはちょっと特殊でして、一般的なコンピュータよりも冗長性が高く設計されています。 宇宙機のデジタル回路は、宇宙線(中性子線やミューオン)によるソフトエラーが起こり得る前提で設計されています。 まず演算回路と記憶装置の要部にエラー訂正が可能な”誤り検出訂正回路”に「ハミング符号」が ECCコードとして付加されています。例えば8ビットの元のデータに4ビットの冗長な情報を加えて12ビットの(12,8)ハミング符号とします。これだと1ビットの情報反転は100%訂正可能で、2ビットの情報反転は訂正できませんがエラー検出が可能ですから、再演算を行うなど対処する事になります。 また、コンピュータのCPUも2つや3つが同時並行で演算処理を行い、エラー検出や多数決で誤動作を避ける工夫が採られます。また、CPU自身にもウオッチドックタイマーが内蔵されており、プログラムが暴走せずに正常に演算していればソフトウェア的にタイマーをリセットしますが、ソフトウェアが暴走すればタイマーがリセットされず、その場合はウオッチドックがハードウェア的にCPUをリセットしてプログラムをリブートします。 宇宙機のデジタル回路は、高集積度を追求しない事も特徴です。最新のCPUは演算性能は高いのですが、回路が微細なので低エネルギーの宇宙線にも敏感で容易にビットが反転してしまいます。ですので、高い演算性能が不要なら、技術的には古い集積度の低い8ビットCPUなどが採用される事もあるといいます。ただし、昔のCPUやメモリーICなどはパッケージにわずかながら放射性物質が含まれていたりしますので、それがソフトエラーを起こすので油断できないようです。 (笑) もちろん、可能な範囲での宇宙線の遮蔽も行われます。

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もちろん誤作動はありますよ。 放射線のシールド対策だってやりますが、防ぎきれるものではありませんから。 宇宙関係の開発経験がある技術者と話したことがありますが、放射線で最も怖いのは、誤作動よりも半導体のラッチアップなんかで永久的に壊れることだと言っていました。 ラッチアップ状態となった半導体は、過大な貫通電流が流れてあっという間に焼けて壊れてしまいますので、電流を監視してラッチアップの発生を検知して、自動的に電源を入れ直して復旧する回路を用意したそうです。 また誤作動やデータ化けへの対策としては、地上の重要システムなんかと同じですが、可能な限り多数決判定回路を設けたりするようです。 全く同じ回路を3つ並列に動作させて、2つ以上答えが一致するものを採用するというものです。 (誤動作やデータ化けが無ければ、全て答えは一致します)

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