המחשבים המוקשחים של חברת GE Intelligent Platforms במירוץ החלל לירח

התחרות של גוגל לירח או בשמה המלא Google Lunar X Prize competition עם פרס ראשון מובטח של 20 מיליון דולר, דורשת מהמשתתפים להשלים 3 משימות מורכבות: להנחית רכב חלל שפותח במימון פרטי על פני הירח, לנהוג בו 500 מטרים באופן רצוף ולשדר וידאו באיכות HD ותמונות לכדור הארץ. פרסי הבונוס בתחרות ינתנו לאלה שישיגו הישגים טכניים ומדעיים ייחודיים נוספים כגון יכולת השרדות של רכב החלל בלילה על פני הירח, או ביקור באחד האתרים שבו נחתו מעבורות האפולו בעבר. 16 צוותים נרשמו לתחרות מכל העולם כולל קבוצה ישראלית.

אסטרובוטיק היא חברה אמריקאית בתחום השילוח והלוגיסטיקה של רכבים לחלל והיא אחת החברות המובילות בתחרות. החברה הצטרפה לפרויקט עם רכב הנחיתה “גריפין” ורכב החלל “אנדי” ובשיתוף פעולה עם אוניברסיטת קרנגי מלון היוקרתית בתחום הטכנולוגי הצליחו להשיג שלושה ציוני דרך משמעותיים בתחרות וזכו ב-1.75 מיליון דולר.

המחשבים המוקשחים בעלי הביצועים החזקים של חברת GE Intelligent Platforms תוכננו לעבוד במיוחד בתנאי סביבה הקשים ביותר בכדור הארץ. כאשר אסטרובוטיק החלו לחפש מחשבים מוקשחים בעלי יכולת עיבוד תמונה עבור רכבי החלל שלהם הם פנו לחברת GE אשר מנפה את רמת המומחיות שלה בפתרונות מחשוב צבאי על ידי חיבורה עם חברת NVIDIA בעלת מומחיות בתחום ה-GPU. השילוב בין שתי החברות מאפשר ביצועים גבוהים מאוד בסביבות המאתגרות ביותר כגון: מחשבים על מטוסים, אוניות ורכבי שטח צבאיים, כל אלה הפכו את GE Intelligent Platforms לשותף טבעי שיוכל לספק מחשוב מוקשח לשני רכבי החלל של אסטרובוטיק על פני הירח.

המוצרים של חברת GE שנבחרו לפרויקט מבוססים כאמור על טכנולוגיה של חברת NVIDIA; טכנולוגיה זו מאפשרת עוצמת חישוב מסיבית מאוד בשילוב עם יכולת עיבוד תמונה – בגודל, משקל והספקים נמוכים, מה שהופך אותם להיות בדיוק מאתים ליישום מוגבל כוח כגון כלי רכב ורובוטים אוטונומיים.

רכב הנחיתה “גריפין”

גובהו של רכב הנחיתה גריפין שישמש את החברה במסע אל הירח הוא 1.65 מטר ורוחבו 4.5 מטרים, הוא יכול לשאת יותר מחצי טון של מטען למסלול סביב הירח, והוא יכול לשאת 270 ק”ג של ציוד המיועדים לפני הירח. המשמעות היא שהוא יכול לשאת 4 רכבי חלל ומכשירים מדעיים נוספים אל פני הירח. הגריפין מכיל את המחשב המוקשח Magic1 של חברת GE. מידע מהחיישנים שממוקמים על רכב הנחיתה מועבר ל-Magic1 אשר מחשב את מיקומו של רכב הנחיתה באופן יחסי להיכן שהוא אמור להמצא בו ומספק את המידע למערכת הניווט של רכב הנחיתה. כמובן שהגריפין לא יכול להסתמך על מערכת הניווט GPS כי אין אותו בקרב הירח, ולכן מערכת הנחיתה האוטומטית שלו משתמשת במצלמות, בלייזרים מכוונים לקבלת תמונה וזיהוי טווחים, ובמערכת אינרציאלית כדי לכוון את הירידה לפני הקרקע ולהמנע ממכשולים. מערכת הנחיתה האוטומטית משווה בזמן אמת את התמונות שמתקבלות מהמצלמות והלייזרים לתמונות החדות והמדויקות שמאוחסנות בזכרון של ה-Magic1 ועל ידי כך היא מכוונת את רכב הנחיתה למיקום המדוייק לצורך נחיתה בטוחה על פני הירח.

אסטרובוטיק מאמינה שהטכנולוגיה הזו תאפשר לרכב החלל גריפין לנחות במרחק של עד 100 מטרים מנקודת היעד. רק לשם השוואה, ניל אמסטרונג ובאז אלדרין שנחתו על הירח באפולו 11, נחתו במרחק של 5 ק”מ ממקום הנחיתה המיועד. כמו כן ה-Magic1 הוא פתרון זול באופן משמעותי לעומת מערכות ההנחייה המשוכללות שמוצעות על ידי חברת נאס”א.

רכב החלל “אנדי”

כאשר הגריפין ינחת באופן בטוח על פני הירח הוא ישחרר לפני הירח את רכב החלל אנדי (Andy). הרכב שוקל 33 ק”ג והוא בעל מערכת בלמים וצירים ייחודיים שמאפשרים לו לנוע במהירות על משטחים סלעיים על פני הירח. כדי לזכות בפרס X prize, רכב החלל אנדי חייב להשלים נסיעה של 500 מטרים מבלי להיתקע או ליפול לבורות. בכדי לעשות זאת, רכב החלל מצויד במוצר נוסף של חברת GE: mCOM10K1 Type 10 Mini COM Express Module שמשלב את יכולת העיבוד החדשנית של חברת Nvidia באמצעות מעבד Tegra® K1. מודול זה מאפשר כוח עיבוד תמונה מסיבי של 326 GFLOPS בצריכת הספק של פחות מ 10 וואט. מדובר כאמור בכרטיס שכל גודלו הוא קצת יותר מכרטיס אשראי. רכב החלל אנדי ינווט באמצעות מידע שיתקבל משתי המצלמות הסטריאוסקופיות שלו ולייזרים נוספים שמותקנים בו. המידע יועבר למודול של חברת GE שיעבד את הנתונים ויחזיר את המידע המעובד בחזרה לרכב החלל. המודול יבצע משימה מורכבת נוספת שכוללת קליטה, כיווץ ושליחה של הווידאו שיתקבל מהמצלמות בחזרה לכדור הארץ ברזולוציית HD. המידע יקודד לפורמט H.264 ומידע זה ישודר לרכב הנחיתה גריפין באופן אלחוטי. לאחר מכן הווידאו יישלח לכדור הארץ באמצעות קרן על ידי האנטנה HIGH GAIN שמותקנת על רכב הנחיתה גריפין.

“הציוד של חברת GE Intelligent Platforms חזק באופן משמעותי ממה שנאס”א מטיסה” אומר קווין פיטרסון, CTO של אסטרובוטיק, “המחשבים האלה הם המוח של רכב הנחיתה ורכב החלל שלנו, אלה מחשבים המהוים שינוי של כללי המשחק מבחינתנו”. לדברים אלה מצטרף רובין דיליון, מנהל השיווק העולמי של חברת GE “תחרות Lunar X Prize היא דוגמא קיצונית לכל סוגי האתגרים שבהם מתמודדים ארגונים ביטחוניים אזרחיים ותעשייתיים. כשבראש האתגרים האלה הוא הצורך להתמודד עם אתגרי המחר ולספק יכולת עיבוד עצומה, ביצועים יוצאי דופן בתנאים שבהם השטח, המשקל וצריכת הזרם של הפתרון צריכים להיות קטנים באופן קיצוני”. הוא מוסיף “אנו מתמודדים עם האתגרים האלה כבר היום בתקשורת בסביבה מבצעית, אך כעת טכנולוגיית GPGPU שאנו מספקים מאפשרת את השינוי בתקשורת תעשייתית ו-IoT ונותנת פתרונות העברת מידע וניתוח מידע מעולים”. “לדעתי יש מעט אם בכלל אתגרים כמו האתגרים שנדרשים ממחשוב תעשייתי כפי שמודגמים בטיסה לחלל ובחקר הירח” אומר גו’ן טורנטון, מנכ”ל אסטרובוטיק, “לחברת GE יש את החוסן, האמינות, יכולת ביצועים גבוהה וטכנולוגיה במחיר משתלם ביחס של עלות מול תועלת, הנדרשים כדי להצליח במשימה זו. המומחיות והניסיון של חברת GE Intelligent Platforms אפשרו לאסטרובוטיק למנף את הטכנולוגיה הזו לחקר החלל והירח”.

תרגם וערך עידן ושיץ מנהל שיווק אדקו טכנולוגיות היא הנציגה הרשמית של GE Intelligent Platforms בישראל.