Le GomX-4B CubeSat de l'ESA transporte ce petit expérience secondaire bon marché mais importante :une seule carte électronique 10x10cm avec 12 mémoires flash informatiques séparées, composé de trois exemples de quatre types différents, chacun acheté pour quelques euros. Connue sous le nom de Chimera - abréviation de Cubesat Highly Integrated Memory Radiation Assurance - cette expérience testera comment de telles pièces "commerciales sur étagère" (COTS) font face aux bombardements de particules atomiques à haute énergie chargées électriquement du Soleil et de l'espace lointain. Une puce de surveillance spécialement qualifiée pour l'espace, vu en or, enregistrera la performance de la douzaine de mémoires. Crédit :Agence spatiale européenne
La prochaine mission de l'ESA, le GomX-4B miniature, comprend une expérience de ferroutage pour tester les performances des mémoires informatiques commerciales de tous les jours dans l'environnement imbibé de rayonnement de l'espace.
Prêt à être lancé depuis la Chine ce vendredi, GomX-4B a été construit à partir de six unités CubeSat standard de 10 cm par GomSpace au Danemark.
Son objectif principal est de tester les liaisons radio entre satellites et micropropulsion, mais GomX-4B transporte également un petit, expérience secondaire bon marché mais importante :une seule carte électronique 10x10cm avec 12 mémoires flash d'ordinateur, composé de trois exemples de quatre types différents, chacun acheté pour quelques euros.
Connu sous le nom de Chimère, cette expérience testera comment de telles pièces « commerciales » résistent aux bombardements de particules atomiques chargées électriquement à haute énergie provenant du Soleil et de l'espace lointain. Une puce de surveillance spécialement qualifiée pour l'espace enregistrera les performances de la douzaine de mémoires.
"L'interaction avec des particules chargées peut induire des "bits flips" dans la mémoire de l'ordinateur, introduire des erreurs, " explique Tomasz Szewczyk, membre de l'équipe Chimera.
« Nous effectuons des tests au sol et une modélisation logicielle pour comprendre comment les différents composants sont affectés par le rayonnement, mais rien ne vaut de vrais tests dans l'espace.
"Il y a une pression croissante pour utiliser plus de pièces standard en orbite parce qu'elles sont théoriquement moins chères et plus performantes que les pièces conçues dans l'espace, mais il y a des points d'interrogation sur leur fiabilité.
L'espace au-delà de la Terre est inondé de radiations. Particules chargées émises par le Soleil, confiné dans la magnétosphère terrestre ou provenant de l'Univers au sens large, sont une cause majeure d'anomalies et de dysfonctionnements des satellites. Crédit :Agence spatiale européenne
"Par exemple, différents lots d'une même pièce peuvent avoir des réactions radicalement différentes vis-à-vis des particules chargées, sur la base de petites variations dans les matières premières ou le processus de fabrication. C'est pourquoi nous faisons voler trois versions de chaque mémoire."
Une fois qu'il est devenu clair qu'il y avait une chance de voler sur GomX-4B, Chimera a été construit et testé en un an, avec les ingénieurs de données de l'ESA en collaboration avec des experts en assurance qualité. La carte a été assemblée par des ingénieurs certifiés ESA, avec des tests environnementaux pour le lancement et les conditions spatiales à l'aide de tables vibrantes et de chambres à vide thermique.
"Les missions de l'ESA ont déjà utilisé de nombreuses pièces standard différentes, certainement au cours des deux dernières décennies, " commente l'informaticien Gianluca Furano. " Toute la mémoire de masse des missions actuellement en vol est constituée de dispositifs flash purement commerciaux, par exemple.
"Et pour le moment, il y a des composants pour lesquels nous n'avons tout simplement pas d'alternative qualifiée pour l'espace. Le problème est que les pièces standard doivent subir de nombreux tests afin de s'assurer qu'elles répondront aux exigences nécessaires. performances et fiabilité, et cela peut signifier que leur coût unitaire finit par être beaucoup plus élevé. »
En outre, les capacités des pièces qualifiées pour l'espace sont généralement en retard de plusieurs générations sur les pièces standard, qui bénéficient du doublement des transistors par puce tous les deux ans ou moins.
Le GomX-4B CubeSat de l'ESA testera les liaisons intersatellites et le contrôle de l'orbite propulsive pour les futures constellations, travailler avec le jumeau GomX-4A, qui appartient au ministère danois de la Défense. Crédit :Agence spatiale européenne
Une approche consiste à prendre des appareils commerciaux et à concevoir des méthodes pour les utiliser au mieux pour les applications spatiales, souvent avec l'aide des fabricants. Par exemple, les puces programmables appelées « réseaux de portes programmables sur le terrain » peuvent avoir des mécanismes de détection et de correction d'erreur ajoutés.
"Plus nous connaissons le comportement de ces pièces dans les opérations spatiales, alors plus nous pouvons développer des contre-mesures efficaces, " ajoute Gianluca.
« L'industrie terrestre s'intéresse également à de telles solutions. Pour les grands centres de données utilisant une quantité massive de mémoire, les rayons cosmiques fixent déjà des limites de fiabilité. De tels effets deviendront également un facteur dans les puces pour les applications critiques pour la sécurité, comme les voitures autonomes."
"Les expériences technologiques volantes sur les CubeSats ouvrent une pléthore d'opportunités pour accéder plus rapidement à l'espace, et plus rentable, " ajoute Ali Zadeh de l'ESA. "La nature multidisciplinaire de telles expériences se traduit par des collaborations passionnantes au sein de notre Agence."
