Computer und Mikrowellenstrahlung / Software

Mich würde mal interessieren, was denn eigentlich für Hardware bei Missionen zum Einsatz kommt.

Vor Jahren habe ich mal gehört, daß es Probleme bei höherintegrierten Prozessoren gab. Aufgrund der Strahlung/Radioaktivität sind inerhalb kürzester Zeit die Leiterbahnen in den Schaltkreisen zerstört worden, weshalb man wohl lange Zeit auf MC68040 Prozessoren zurückgegriffen hat.

Ist es denn mitlerweile möglich Hardware/Prozessoren/Speicher einzusatzten, die eine lange Zeit im All sicher funktionieren ? (Und up-to-date sind)

Meine zweite Frage betrifft das Betriebssystem der Computer. Setzt man hier Linux ein oder hat die NASA/ESA ein eigenes BS? Es macht ja keinen Sinn, ein Windoofs einzusetzten, das leicht abstürzt, und nach 5Jahren plötzlich neue Hardware findet und diese anschließen von CD-Rom nachinstalliernen will. Vor allen wenn der Satelit unbemannt ist.

Da ich hier so viele Antworten bekomme, nehme ich an, die Nasa und ESA verwenden Rechenschieber und Abakus für ihre Astronauten. Die Vorteile liegen auf der Hand :
- geringer Stromverbrauch für Fremdbeleuchtung
- geringes Gewicht dank kompakten Design
- Astros müssen Gehirnzellen zum deuten der Ergebnisse nutzen
- 100% Strahlungsresistent
- resistent gegen radioaktive Strahlung
- Lizenzgebührenfrei
- Eula frei

Hi Meagan
Natürlich gibt es Prozessoren und Speicher, die lange Zeit im Weltall arbeiten können. Die Computer von Voyager 1+2 arbeiten z.B. immer noch.
Sehr verbreitet war/ist der MIL-STD-1750A, ein 16bit Prozessor der unter anderem in Cassini, Mars Express, Rosetta und vielen militärischen Luftfahrzeugen verbaut ist, kombiniert mit Bandlaufwerken oder Solid State Disks.
"Modernere" Prozessoren sind z.B. der RAD750, eine strahlungsgehärtete Version des PowerPC G3 Prozessors oder für den Einsatz im Weltall angepasste Intel 486 und Pentium Prozessoren. Die Rechenleistung kommt allerdings nicht annähernd an die moderner PCs heran, was auch an der zum Teil stark herabgesetzten Taktrate von nur 100-200MHz liegt.
Ein Betriebssystem im eigentlichen Sinne gibt es nicht, es wird entweder speziell entwickelte Software (z.B. in ADA) geschrieben oder ein Echtzeitsystem wie VxWorks verwendet.

Hallo Meagan,

empfehlen kann ich noch diesen und die dort verlinkten Artikel von Leitenberger: http://www.bernd-leitenberger.de/computer-raumfahrt3.shtml

Allerdings nicht mehr ganz aktuell.

Ein aktueller Prozessor für den Weltraumeinsatz ist z.B. der TSC695F
SPARC V7 (32-bit). Hier ist die Bedienungsanleitung dafür: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc4148.pdf

Neben der Strahlungsresistenz sind bei Prozessoren für den Weltraumeinsatz wichtig:
- geringer Stromverbrauch
- geringe Komplexität

Außerdem muss das System die starken Vibrationen beim Start aushalten können.

Auf den (meisten) Notebooks an Bord der ISS läuft Windows.  
Ich habe aber auch schon Linux gesehen. Viele Laptops sind Spezialversionen von IBM.

Bilder:

• http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/station/crew-8/html/iss008e14073.html
• http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/station/crew-13/html/iss013e40000.html
• http://mm04.nasaimages.org/MediaManager/srvr?mediafile=/Size4/nasaNAS-16-NA/115934/jsc2007e25382.jpg&userid=1&username=admin&resolution=4&servertype=JVA&cid=16&iid=nasaNAS&vcid=NA&usergroup=humanspaceflight&profileid=79

GG

Die ISS Notebooks dürften allerdings aber auch mehr leistung haben als 100-200 mhz den sonst wird Windows zur Geduldsprobe

Auf der Page von Bernd Leitenberger steht das die Taktfrequenz bei Satelliten so niedrig ist wegen der Wärmeentwicklung der Prozessoren da wegen dem Vakuum ein Lüfter sinnlos ist. Aber kann man den nicht eine Wasserkühlung nehmen oder ähnliches?

mfg

Staufi

Wasserkühlung, oder besser eine Flüssigkühlung, benötigt dann eine Pumpe. Außerdem darf das Kühlmittel nicht einfrieren.
Damit ist die Wärme aber immer noch nicht weg. Am Ende muss sie immer abgestrahlt werden.

Bei großen Systemen macht man das ja. Die ISS hat ein ausgefeiltes Kühlsystem mit Ammoniak und großen Radiatoren. Für einzelne Computerbauteile erscheint mir eine Integration sehr komplex.

Die ISS Notebooks dürften allerdings aber auch mehr leistung haben als 100-200 mhz...

...und in der ISS haben wir eine Atmosphäre, die wir zum Zwecke der Kühlung durch das Gerät saugen können.

Auf der Page von Bernd Leitenberger steht das die Taktfrequenz bei Satelliten so niedrig ist wegen der Wärmeentwicklung der Prozessoren da wegen dem Vakuum ein Lüfter sinnlos ist. Aber kann man den nicht eine Wasserkühlung nehmen oder ähnliches

Heatpipes fallen mir da ein, in denen Flüssigkeit zirkuliert, und die keiner Pumpe bedürfen.

Auch eine Montage der wärmeerzeugenden Recheneinheiten so im Raumfahrzeug, daß deren Abwärme via massives Material gleich zu entsprechenden Radiatoren an der Aussenseite gelangen kann, halte ich für möglich. Vielleicht kann man die Wärme im Rahmen eines geschickten Thermalmanagements z.B. auch dazu benutzen, Triebstoffe in Tanks und Leitungen vor dem Einfrieren zu bewahren etc..

Gruß   Thomas

Stimmt, heatpipes arbeiten auch in der Schwerelosigkeit.

Der Einsatz moderner Rechenanlagen ist also durchaus komplizierter als ich es erwartet habe. Ein ständiger Spagat zwischen Rechenleitung, Wärmeabfuhr und Speicherkapazität.

Ich hätte auch nicht geglaubt, daß Galileo zum Schluß bei 1200 KRad überhaupt noch funktioniert hat. Jupiter ist also definitiv kein Ort wo Frau sich ein kuschliges Zuhause bauen kann.

Offensichtlich kann aber auch mit relativ geringer Rechenleistung sehr viel angefangen werden, wenn das Betriebssystem nicht alles wegfrißt (Windows).

Danke für die aufschlußreichen Artikel zu diesen Thema.

Bunte Oberflächen mit tollen Transparenzeffekten und ähnlichem frisst Rechenleistung für nix. Wenn man solchen Kram aber weglässt kann man mit 100MHz jede Menge machen. Unabhängig vom Betriebssystem (ja, auch mit Windows). Hab selber noch so einen Rechner im Einsatz.
Auf einem Sattelit braucht sicher auch niemand eine bunte Oberfläche.

Bunte Oberflächen mit tollen Transparenzeffekten und ähnlichem frisst Rechenleistung für nix. Wenn man solchen Kram aber weglässt kann man mit 100MHz jede Menge machen. Unabhängig vom Betriebssystem (ja, auch mit Windows). Hab selber noch so einen Rechner im Einsatz.
Auf einem Sattelit braucht sicher auch niemand eine bunte Oberfläche.

Ja , da stimme ich uneingeschränkt zu. Habe selbst vor vielen Jahren MC68000 programmiert. Taktfrequenz : 7 MHz. Mit Assembler  ließ sich da enorm viel an Geschwindigkeit rausholen.

... und ich kann mich noch erinnern, wie schnell Windows 3.1 damals auf meinem Pentium 90 lief.

GG

Da stellt sich mir immer wieder die Frage , mit was ein 2GHz getakteter Rechner beschäftigt ist. Er scheint ja für alles Zeit zu haben, außer für den störenden User . Und warum ist ein Computer 3 Minuten mit dem booten beschäftigt ?

Irgendwas läuft hier gewaltig schief !

Mir ist aufgefallen, daß Festplatten wohl oftmals nicht verwendet werden, weil sich im inneren Gas befindet, was im Vakuum einen enormen Druck auf die Festplattenhülle bedeuten würde.

Ein etwas stärkeres Gehäuse für die Platte dürfte da wohl Abhilfe schaffen. Beim Raketenstart müßte der Lesekopf ohnehin in der Parkposition stehen um einen Headcrash zu vermeiden. In der Schwerelosigkeit sollte es dann doch keine Probleme geben ??

Eine Festplatte mir ihren Rotationsgeschwindigkeiten wirkt wie ein Drallrad. Durch ihr Anfahren und Bremsen würde sie jedes mal die Lage des Satelliten beeinflussen. Außerdem benötigen Festplatten relativ viel Strom.

Ach, und was mir neu war: Festplatten scheinen nicht hermetisch abgeschlossen zu sein, sondern Lüftungslöcher samt Filter zu besitzen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Harddisk#Festplatten-Geh.C3.A4use

Das stimmt. Aber schwebt der Schreib-Lese-Kopf nicht normalerweise auf einem Luftpolster über der Platte. In der ISS kein Problem aber sond vielleicht.

... und ich kann mich noch erinnern, wie schnell Windows 3.1 damals auf meinem Pentium 90 lief.

GG

Windows 3.1 basierte aber sowieso noch auf DOS. Es wurde nur eine Grafische Oberfläche hinzugefügt. Ich habe Gerüchte gehört das nach Windows 7 die Windows Ära beendet werden soll. Danach will Microsoft ein komplett neues Betriebssystem entwickeln unter neuen namen. Ich bin darauf sehr sehr gespannt.

Das stimmt. Aber schwebt der Schreib-Lese-Kopf nicht normalerweise auf einem Luftpolster über der Platte. In der ISS kein Problem aber sond vielleicht.

Durch die schnelle Rotation der Platte wird ein Luftsrom erzeugt der den Lesekopf nach oben drückt. Also quasi nach oben gepustet.

mfg

Staufi

Da stellt sich mir immer wieder die Frage , mit was ein 2GHz getakteter Rechner beschäftigt ist.

Befrage doch mal deinen Task-Manager dazu, da kannst du es genau sehen.

Und warum ist ein Computer 3 Minuten mit dem booten beschäftigt ?

Eine halbe Minute Geräte anschalten und testen, 1 Minute Daten von der langsamen Festplatte lesen, 1 Minute ins Netzwerk lauschen und sich dort anmelden und dann wollen ja auch noch jede Menge Hintergrundprogramme geladen werden. Da sind die 3 min schnell um.

Irgendwas läuft hier gewaltig schief !

Was soll schief laufen? Vermutest du eine geheime Verschwörung zur Verlangsamung der Computer oder was?

Befrage doch mal deinen Task-Manager dazu, da kannst du es genau sehen.

Genau das ist ja das schlimme, wenn ich das was ich denke, daß ich es nicht brauche rausschmeiß, läuft warscheinlich nichts mehr!

Zitat

Befrage doch mal deinen Task-Manager dazu, da kannst du es genau sehen.

Genau das ist ja das schlimme, wenn ich das was ich denke, daß ich es nicht brauche rausschmeiß, läuft warscheinlich nichts mehr!

  Können wir mal den Spekulationsmodus verlassen?
Mach es doch einfach mal, am besten den "Leerlaufprozess", der nimmt immer so viel weg...

1 Minute Daten von der langsamen Festplatte lesen

Nicht nur beim booten auch beim arbeiten kann man mit einer neuen Festplatte enorm viel Geschwindigkeit rausholen. Ich hab bei dem neuen PC meiner Schwester mal eine 8 Jahre alte 40gb Platte eingebaut und Betriebsystem und neuste spiele darauf installiert und es war die reinste Katastrophe. Bei einer Uralten Platte kann der rest noch so neu sein es bringt nicht.

Und wenn ihr Vista habt und einen Mehrkernprossesor: Gebt bei Ausführen "msconfig" ein. Dann auf den Reiter "Start" und dann auf erweiterte Optionen. Dann gebt ihr bei Prossesoranzahl entsprechend 2,3 oder 4 Kerne an. Den Vista benutzt beim Booten standartmäßig nur 1 Kern.

mfg

Staufi

Schweigend Können wir mal den Spekulationsmodus verlassen?
Mach es doch einfach mal, am besten den "Leerlaufprozess", der nimmt immer so viel weg...

Den habe ich doch schon gekillt !  Ohne Leerlaufprozess geht's aber auch nicht langsamer  .

Vista ist ja noch schlimmer als XP. Eine Katastrophe. Aber der Tip mit den 4 Kernen ist bestimmt hilfreich !

Um mal wieder vom Desktop-PC-Pläuschchen wegzukommen, habe ich hier mal einen netten Artikel zur Software von Apollo 11:
http://ldn.linuxfoundation.org/article/how-they-built-it-software-apollo-11

Und jetzt gibt es den Code für den Steuerungscomputer der Saturn-V-Rakete als auch den des Computers der Mondlandefähre Eagle public domain auf Google Code: http://www.heise.de/newsticker/Mondlandung-fuer-jedermann-Apollo-11-Code-veroeffentlicht--/meldung/142490

Erstaunliche Software und Hardware. So einfach, äußerst funktionell und sicher arbeitend. Die brauchten noch keinen Vierenscanner.