La NASA prépare le cerveau de ses prochaines sondes spatiales. Le 15 mai, l’agence a publié les premiers résultats des tests menés au Jet Propulsion Laboratory sur un nouveau processeur radiation-hardened, conçu avec le fabricant américain Microchip Technology. Verdict : la puce affiche des performances 500 fois supérieures aux processeurs durcis actuellement utilisés à bord des sondes.
Le projet porte un nom austère, High Performance Spaceflight Computing, mais une ambition nette : doter les futures missions spatiales d’une puissance de calcul qui leur permette de raisonner toutes seules quand la communication avec la Terre devient impraticable. Sur Mars, les latences vont jusqu’à 20 minutes par sens, ce qui rend impossible tout contrôle humain en temps réel pour l’atterrissage ou l’évitement d’obstacles.
100 fois plus de puissance, l’environnement extrême en plus
Les sondes spatiales actuelles fonctionnent avec des processeurs qui datent souvent d’une vingtaine d’années. Ces puces n’ont pas été choisies pour leurs performances mais pour leur résistance. Les rayonnements ionisants des éruptions solaires, les variations thermiques entre l’ombre et le soleil, les chocs mécaniques pendant les phases de lancement et d’atterrissage, tout cela élimine 99 pour cent des composants électroniques grand public.
La nouvelle puce vise à conjuguer les deux contraintes. « En s’appuyant sur l’héritage des précédents processeurs spatiaux, ce nouveau système multicœur est tolérant aux fautes, flexible et extrêmement performant », explique Eugene Schwanbeck, responsable de programme au Game Changing Development de la NASA, basé au Langley Research Center en Virginie. La promesse industrielle : 100 fois la puissance des processeurs actuels selon les communications officielles, et jusqu’à 500 fois en pratique d’après les premiers tests de février.
Le banc d’essai du JPL
Au JPL, les ingénieurs soumettent la puce à un protocole méthodique. « On fait passer ces nouvelles puces à la moulinette en menant des tests de radiation, thermiques et de choc, tout en évaluant leurs performances via une campagne fonctionnelle rigoureuse », détaille Jim Butler, chef du projet High Performance Space Computing au JPL.
L’enjeu pratique du test : voir si la puce gère les scénarios d’atterrissage. Les équipes utilisent des simulations haute-fidélité dérivées de vraies missions NASA, qui demandent normalement du matériel énergivore pour traiter les données capteurs. La nouvelle architecture doit faire la même chose en consommant beaucoup moins, ce qui libère du budget énergie pour les instruments scientifiques.
Pour marquer le début des essais, l’équipe a envoyé un courriel intitulé « Hello Universe », clin d’œil aux premiers messages d’introduction utilisés aux débuts de la programmation informatique.
Cap sur l’autonomie embarquée
La vraie cible reste l’intelligence embarquée. Avec une puissance de calcul multipliée par cent, les sondes spatiales pourront héberger localement des modèles d’apprentissage automatique pour analyser les données en temps réel, décider d’orienter un capteur vers un phénomène inattendu, ou ajuster une trajectoire sans attendre l’avis de Houston.
Le processeur est un system-on-a-chip, autrement dit il regroupe sur un seul composant les fonctions qui demandaient autrefois plusieurs cartes. Microchip Technology, basée à Chandler en Arizona, fournit déjà des échantillons à des partenaires de l’aérospatiale commerciale et de la défense américaine, ce qui suggère un essaimage rapide au-delà de la NASA.
Les ambitions affichées vont jusqu’aux missions habitées. L’agence indique que la puce pourrait équiper les futures expéditions vers la Lune dans le cadre d’Artemis, puis vers Mars. Pour le programme Mars Sample Return, qui doit ramener sur Terre des échantillons collectés par Perseverance, une puissance de calcul accrue à bord changerait la donne pour l’analyse autonome des sites de prélèvement.
La concurrence ne dort pas. La Chine a annoncé en mars son propre programme de processeurs durcis pour ses missions lunaires Chang’e, et l’Europe pousse derrière l’ESA pour faire émerger un fondeur souverain. La NASA, elle, parie sur Microchip pour garder une longueur d’avance sur l’autonomie embarquée des sondes interplanétaires.
Source : ScienceDaily / NASA JPL.
