השבב שתוכנן ברמון צ’יפס ויגיע בקרוב לאסטרואיד בחללית היפנית היאבוסה 2 יוצר בטאואר ונוסה בשורה של חברות ישראליות, ובהן התעשייה האווירית וממ”ג
| פרופ’ רן גינוסר ,מנהל מרכז המחקר למערכות VLSI בטכניון. |
במסלול הדומה מאד למסלולו של כדור הארץ סביב השמש (1 עד 1.4 יחידות אסטרונומיות) סובב האסטרואיד ריוגו (RYUGU), הנחשב מסוכן לגבינו. הוא נראה כמו תפוח אדמה באורך 900 מטר בלבד. מעריכים שאסטרואידים דומים לו נפלו בעבר על כדור הארץ וגרמו פה למהומות מסוימות. ריוגו הוא אסטרואיד מסוג C העשירים בפחמן, בסלעים ובמינרלים, וכן בתרכובות אורגניות ובמים והחוקרים מצפים לדיווחים על מחצבים מעניינים שניתן למצוא באסטרואידים מסוג זה שניתן יהיה לכרות לשימוש במשימות חלל מאוישות.
לפני שלוש וחצי שנים שיגרה סוכנות החלל של יפן את חללית “האיאבוסה 2” (Hayabusa 2) לאסטרואיד זה, וכעת היא מגיעה אליו. במשך חודשיים היא אמורה לרחרח סביבו, ואז גם תתקרב אליו ותפיל על פניו “נחתת” קטנה. הנחתת, שנבנתה על ידי סוכנויות החלל הגרמנית והצרפתית, נושאת עמה מספר מצלמות לבדיקת הקרקע. הנחתת ומצלמותיה מנוהלות על ידי שבב מחשב “ליאון” שנבנה על ידי חברת רמון צ’יפס הישראלית ויוצר בחברת טאואר במגדל העמק.
השבב כולל שתי ליבות מעבד, באס AMBA, ומספר ממשקים המותאמים במיוחד לשימוש בחלל. התכן הראשוני התקבל מחברת גייזלר משבדיה (הפועלת בעיקר עבור סוכנות החלל האירופית) בשנת 2006, ואליו התווספו גם מספר ממשקים ייחודיים למבת וללוויינים ישראליים. השבדים ביצעו סינטזה וחברת רמון צ’יפס, שפיתחה ספריות תאים עמידי קרינה על גבי תהליך 0.18 מיקרון של טאואר, ביצעה את התכן הפיזי (בשנת 2009). ייצור הפרוסות בטאואר נעשה בשנת 2010. המימון לפרויקט סופק על ידי משרד הביטחון (מפא”ת—מנהלת הלוויינים) ועל ידי התעשייה האווירית (מבת). הרכיבים נארזו (בצרפת) באריזות קרמיות הרמטיות ייחודיות מתוצרת קיוסרה (יפן). הבדיקות החשמליות ובדיקות הסביבה נערכו בחברת פרסטו (כיום ATS) במגדל העמק ובדיקות העמידות בקרינה בוצעו על ידי ממ”ג (נחל שורק), חלקן בישראל וחלקן במאיץ החלקיקים בבלגיה. לאחר קבלת רישיון יצוא ביטחוני הועברו השבבים לשבדיה בשנת 2012, וסוכנות החלל הגרמנית בחרה בהם למשימה היפנית, ששוגרה בסוף 2014. הרכיב משמש מחשב בקרה בתדר (איטי למדי) של 100 מה”צ.
השבב הישראלי הפך להיות סטנדרט עולמי בתעשיית החלל ובמיוחד במשימות הקשות ביותר, המוטסות לחלל הרחוק. עותק נוסף של אותו מחשב מנהל מצלמת צבע סטריאוסקופית המותקנת בלוויין ExoMARS הסובב את מאדים ומשלח אלינו תמונות יפיפיות. שמונה מחשבים נוספים מנהלים קונסטלציה של נאסא העוסקת בחקר הוריקנים.
בישראל שוגר השבב במסגרת לוויין BGUSAT של אוניברסיטת בן גוריון, בקרוב יפעל כמחשב הלוויין של Space-IL (החללית הישראלית שתטוס לירח) ושל שלישית לווייני המחקר “סמסון” של הטכניון.
מה הופך שבב למתאים לחלל?
קשה להגן על השבבים בפני קרינה קוסמית על ידי מיגון חיצוני, ולכן יש לבנות תאים (שערים לוגיים וזיכרונות) שהקרינה לא תפגע בהם. קרינה קוסמית (בעיקר יונים כבדים) מייצרת ענני מטען בתוך הסיליקון שמשבשים פעולת מעגלים רגילים. המעגלים של רמון צ’יפס מכילים התקנית להארקת המטענים הבלתי רצויים. מעגלים אלו צורכים יותר שטח, יותר הספק ויותר זמן השהייה יחסית למעגלים לוגיים רגילים. ניתן להשתמש לעתים גם בשבבים מסחריים רגילים (לאחר שבדקנו שהם לא מושמדים על ידי הקרינה) אבל אז צריך להוסיף יתירות ואמצעי מיגון חיצוניים. בעיה נוספת בחלל קשורה לפיזור החום—פעולה בוואקום מצריכה תכנון טרמי מדוקדק של השבב, האריזה, הכרטיס, סל הכרטיסים והלוויין כולו, על מנת לפזר את החום בהולכה (וגם לחמם את השבב, אם הוא מתקרר מידי בחלל וההספק העצמי שלו לא מספיק לשמירה על טמפרטורה…).
רמון צ’יפס סיימה באחרונה את שלבי הפיתוח והייצור של שבב-מחשב לצורכי חלל המפגין את יכולות העיבוד המהירות והחזקות ביותר הקיימות כיום בעולם וישמש לעיבוד נתונים מהיר וחסכוני בלוויינים. השבב החדש של החברה מהיר פי 500 ביכולת החישוב שלו מהקודם וצורך רק פי חמישה יותר הספק חשמלי.
רמון צ’יפס (www.ramon-chips.com ), שנוסדה בשנת 2004 לאחר מחקר מקדים בטכניון במימון משהב”ט, והקרויה על שם אל”מ אילן רמון ז”ל, התקדמה בינתיים מטכנולוגיה של 0.18 מיקרון בטאואר ל-65 ננומטר ב-TSMC (כולל ספריית תאים מוגני קרינה ייחודית של רמון צ’יפס) וכיום היא מייצרת שבבי RC64 בעלי 64 ליבות. במקום מחשבי בקרה איטיים, RC64 הוא מחשב עיבוד אות מהיר ביותר, המיועד למשימות תקשורת בחלל, עיבודי תמונה בלווייני תצפית, אכסון מידע, הצפנתו והגנה בפני התקפות סייבר בחלל. פיתוח התכנה מבוסס על כלים ייחודיים ועל הסבת מודל עילי הכתוב (למשל) בשפת מאטלאב לקוד מקבילי עבור RC64. מימון הפעילות כעת מגיע מסוכנות החלל הישראלית (בחלקו דרך הרשות לחדשנות) ומהאיחוד האירופי (בתוכניות הוריזון 2020).
“מדהים לחשוב שהמחשב שלנו יישאר שם על האסטרואיד, זה כמו דגל על הירח או על מאדים, אבל עוד יותר מאתגר. טיפוס על האוורסט הוא כאין וכאפס לעומת נחיתה על אסטרואיד, ומי יודע – אולי כורי אסטרואידים בעתיד ימצאו את הקופסה הקטנה שלנו ויחזירו אותה בשלום”. מסכם פרופ’ גינוסר.
| {loadposition content-related} |
