我們不需要世界上最強大的微處理器來征服宇宙。真正的秘訣是充分利用設備的運行特性，即使它有點過時并且沒有出色的性能。讓我們看看毅力號火星車是如何安然無恙地降落在火星上的。

離火星更近的人類

經過數百萬公里后，美國宇航局的毅力號火星車終于于 2021 年 2 月 18 日降落在火星表面。我們可以將這一事件視為一項歷史性任務，因為盡管距離遙遠，但宇宙條件惡劣且硬件薄弱，這是一個人類設備已經順利抵達紅色星球。請記住，光平均在大約 12 分鐘內傳播相同的距離。因此，收集的無線電信號、圖像和信息需要相同的時間。對于這個“不可能”的任務，NASA 使用了搭載在蘋果 iMac G3 計算機上的處理器，該計算機具有 1997 年的架構，計算頻率僅為 200 MHz，RAM 內存為 256 MB。它甚至不是同一個商業系列中最快的處理器之一。

為什么技術這么低？

選擇背后總是有原因的。飛機的設計者更關心機載計算機的可靠性和穩健性，而不是計算能力。一個簡單的智能手機要快得多。火星任務需要CPU始終工作。輻射轟擊會嚴重而容易地損壞現代處理器的電子設備。另一方面，G3 的處理器不會被輻射破壞，并且能夠承受強烈的輻射和溫度。在地球上，處理器的速度可以顯著提高而不會出現任何問題。電、熱、大氣和磁條件非常舒適，地球大氣層用堅固的防護罩保護我們。然而，在宇宙中，情況卻大不相同。能量在 100 MeV 和 1 GeV 之間的巨大能量輻射的存在可能會改變電路的功能，單個電離粒子對處理器的影響足以造成計算錯誤甚至破壞。

緩慢但可靠的處理器

按照現代標準，流動站中使用的芯片速度較慢，但符合所有可靠性測試。即使長時間暴露在輻射下也不會損害其功能。顯然，具有 200 MHz 速度的 G3 在當今時鐘頻率超過 3 GHz 的微處理器面前消失了，然而，說“緩慢而穩定贏得比賽”是恰當的。高可靠性是處理器的最大特點，即使在關鍵條件下也是如此。這是一個特制的抗輻射版本。它可以在 -55°C 到 +125°C（-67°F 到 +257°F）的溫度下運行，火星的大氣非常寒冷。它也很薄，導致各種輻射穿透。RAD750 可以安全地承受這些條件。對航天器的要求非常關鍵。節省幾毫米的空間或幾克的重量是一個基本因素。內存非常低，只有 2 GB 的閃存，256 MB 的工作 RAM 和 256 KB 的 EEPROM。該處理器“僅”有 1040 萬個晶體管，比當今的智能手機少 1000 倍。流動站有兩個大腦，其中一個在第一個處理器出現問題時啟動。

傳感器

恒心漫游車配備慣性測量系統 (IMU)，可提供有關其位置的 3 軸信息，以執行精確的垂直、水平和橫向運動。連接到計算機的傳感器記錄許多參數，例如溫度、電壓、太陽能電池的儲能和功率，以保持所有運行條件穩定。有了這些數據，就可以控制對探索新環境有用的信息交換操作、快照和其他命令。

結論

這不是第一次使用這種類型的處理器。地球被一百多顆衛星中的 RAD750 設備所包圍，到目前為止，沒有一顆發生故障。今天，我們使用具有非凡計算能力的便攜式設備（筆記本電腦、智能手機等）。可以管理的高度關鍵的太空任務可以用更少的資源進行管理。
審核編輯：郭婷