SpaceX dùng gì để đưa các phi hành gia lên trạm vũ trụ: Oxy lỏng, nhiên liệu, 3 CPU cũ kĩ và Linux

SpaceX dùng gì để đưa các phi hành gia lên trạm vũ trụ: Oxy lỏng, nhiên liệu, 3 CPU cũ kĩ và Linux
Theo: Nguyễn Hải Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Không phải các con chip đời mới hay một hệ điều hành bóng bẩy, các CPU đời cũ cùng hệ điều hành Linux mới là tác nhân đưa các phi hành gia vươn tới không gian vũ trụ.

Trong một năm thảm họa, vẫn có những khoảng khắc tuyệt vời. Ngày 30 tháng Năm vừa qua đã đánh dấu một cột mốc mới cho ngành hàng không vũ trụ Mỹ khi Crew Dragon, tàu vũ trụ tư nhân đầu tiên đưa thành công các phi hành gia Mỹ lên trạm vũ trụ ISS. Con tàu vũ trụ này được đưa ra ngoài không gian bằng tên lửa tái sử dụng Falcon 9 của SpaceX.

Vậy điều gì giúp Falcon 9 làm được điều này? Nói theo một cách nào đó, nhờ vào oxy lỏng, nhiên liệu dễ cháy và Linux – hệ điều hành nền tảng cho các siêu máy tính, thiết bị IoT, và vô số thiết bị quan trọng khác – và ba CPU loại cũ.

SpaceX dùng gì để đưa các phi hành gia lên trạm vũ trụ: Oxy lỏng, nhiên liệu, 3 CPU cũ kĩ và Linux - Ảnh 1.

Tên lửa Falcon 9 được phóng lên, đưa tàu vũ trụ Crew Dragon vào không gian

Các CPU cũ kỹ

Khác với tưởng tượng mọi người về một thứ tưởng chừng tân tiến như tên lửa Falcon 9, hệ điều hành của nó thực ra là một phiên bản rút gọn của Linux chạy trên 3 bộ xử lý x86 dual-core cũ kỹ. Phần mềm điều khiển hoạt động bay của nó chạy trên một bộ xử lý riêng biệt và được viết bằng C/C++.

Cũ kỹ và tầm thường? Đúng vậy. Các CPU cho tàu vũ trụ lại không phải là các bộ xử lý mới nhất hay mạnh nhất. Chúng được phát triển cho tàu vũ trụ - những phương tiện mất đến hàng năm trời, thậm chí vài chục năm trời, để đi từ bản thiết kế nháp thành một tên lửa trên bệ phóng. Vì vậy, chúng thường khá cũ kỹ - nếu không muốn nói là cổ lỗ so với các thiết bị điện tử tiêu dùng.

Ví dụ, trạm không gian vũ trụ ISS hiện vẫn đang dùng các CPU Intel 80368SX 20 MHz được phát triển từ năm 1988. Tuy nhiên chúng ta không biết chính xác Falcon 9 sử dụng bộ xử lý gì. Nhưng gần như chắc chắn rằng thiết kế của chúng đã cũ hơn cả thập kỷ so với các máy tính đang bán trong siêu thị điện máy.

SpaceX dùng gì để đưa các phi hành gia lên trạm vũ trụ: Oxy lỏng, nhiên liệu, 3 CPU cũ kĩ và Linux - Ảnh 2.

Tất nhiên, ngoại trừ việc thực hiện các câu lệnh điều khiển trên các mạch ghép kênh và mạch giải ghép kênh (multiplexer-demultiplexer hay MDM), các con chip cũ kỹ này chẳng làm được việc gì khác. Còn đối với công việc hàng ngày, các phi hành gia sẽ sử dụng chiếc HP Zbook 15s chạy Debian Linux, Scientific Linux, và Windows 10. Trong khi các hệ điều hành Linux hoạt động như terminal điều khiển từ xa để ra lệnh tới các mạch MDM, hệ điều hành Windows được sử dụng cho email, web và giải trí.

Cho dù cũ kỹ như vậy, các con chip được sử dụng ngoài không gian cũng không phải loại bình thường. Chúng phải trải qua quá trình tôi luyện riêng để chống bức xạ. Nếu không, chúng sẽ nhanh hỏng dưới ảnh hưởng của bức xạ ion hóa và các tia vũ trụ.

Vì vậy những con chip này sẽ mất nhiều năm thiết kế và nhiều năm nữa để thử nghiệm trước khi chúng được chứng nhận có thể hoạt động trong môi trường không gian. Ví dụ, NASA dự kiến các chip đa dụng, thế hệ tiếp theo của họ, bộ xử lý ARM A53 – được sử dụng trên bo mạch Raspberry Pi 3 ra mắt từ năm 2016 – sẽ sẵn sàng hoạt động vào năm 2021. Trong khi đó, tầng thứ nhất của tên lửa Falcon 9 sẽ quay về Trái Đất để tái sử dụng nên nó không cần trải qua quá trình tôi luyện trên.

SpaceX dùng gì để đưa các phi hành gia lên trạm vũ trụ: Oxy lỏng, nhiên liệu, 3 CPU cũ kĩ và Linux - Ảnh 3.

Được thu hồi sau khi phóng, con chip điều khiển trên tên lửa Falcon 9 không cần phải tôi luyện trong quá trình chống bức xạ.

Đảm bảo an toàn bằng phương pháp "nhắc tôi 3 lần"

Nhưng tại sao lại cần 3 bộ xử lý? Theo lý giải trên diễn đàn StackExchange Space Exploration, SpaceX sử dụng mô hình Actor-Judge để mang lại sự an toàn thông qua thiết kế dư thừa.

Theo mô hình này, mỗi khi một quyết định được đưa ra, nó được so sánh với kết quả từ các nhân xử lý khác. Nếu có bất kỳ bất đồng nào, quyết định sẽ được thu hồi và quá trình này sẽ được bắt đầu lại. Chỉ khi mọi bộ xử lý đều đưa ra cùng một câu trả lời thì câu lệnh mới được gửi tới cho các bộ vi điều khiển PowerPC.

Các bộ điều khiển này, có vai trò ra lệnh đánh lửa khởi động động cơ tên lửa, sẽ nhận lệnh từ mỗi bộ xử lý x86 trên. Nếu chuỗi 3 câu lệnh này giống hệt nhau, bộ vi điều khiển của động cơ sẽ thực hiện câu lệnh, nhưng nếu chỉ một trong 3 câu lệnh bị hỏng, bộ điều khiển sẽ thực hiện theo trình tự đúng trước đó. Còn nếu mọi thứ trở nên xấu hơn, Falcon 9 sẽ bỏ qua tất cả các câu lệnh không phù hợp của con chip.

SpaceX dùng gì để đưa các phi hành gia lên trạm vũ trụ: Oxy lỏng, nhiên liệu, 3 CPU cũ kĩ và Linux - Ảnh 4.

Dù giao diện điều khiển bằng màn hình cảm ứng rất thuận tiện, các nút bấm vẫn được dự phòng trong trường hợp cảm ứng gặp trục trặc.

Điểm đặc biệt của quá trình "nhắc tôi 3 lần" tưởng như dư thừa này là mang lại khả năng tránh lỗi mà không phải trả tiền cho các con chip đắt tiền dành riêng cho nhiệm vụ không gian. Các máy bay hiện đại ngày nay, như các máy bay Airbus mới, cũng sử dụng cách tiếp cận tương tự đối với hệ thống điều khiển bay của họ.

Không chỉ tên lửa Falcon 9, bản thân tàu vũ trụ Crew Dragon cũng sử dụng Linux với phần mềm bay được viết bằng C++. Giao diện màn hình cảm ứng của con tàu được kiết xuất bằng Chromium và JavaScript. Do vậy, nếu có vấn đề trục trặc với màn hình cảm ứng, các phi hành gia vẫn có các nút bấm vật lý để điều khiển tàu vũ trụ.

Một lần nữa cảm ơn Linux, người hùng thầm lặng của thế giới, nền tảng vận hành cho những hệ thống bên dưới vô số hoạt động quan trọng ngày nay.

Tham khảo ZDNet

Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?
NASA đang trở nên khá giỏi trong việc làm nổ tung hệ thống tên lửa thế hệ tiếp theo của mình.

Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là 'chủ nhân thực sự' của nó

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là chủ nhân thực sự của nó
Hóa ra thiết bị điện tử gia dụng này có nguồn gốc từ năm 1902.

Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới
Với quy trình nghiên cứu thần tốc và nguồn tài trợ lớn từ VinIF thuộc tập đoàn Vingroup, dự án vắc-xin “made in Vietnam” phòng virus SARS-CoV-2 được các nhà khoa học của Công ty Vabiotech triển khai đang có triển vọng “về đích” sớm. Dự án càng có ý nghĩa khi thế giới đang đối mặt với nguy cơ của làn sóng Covid-19 thứ 2.

Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới

tinybook tinybook 3 tuần 12 giờ
Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới
Nằm ngay bên dưới khu phố Hideaway Hills thị trấn Blackhawk là cả một hệ thống hầm mỏ chằng chịt mà cư dân thị trấn này không hề hay biết!

Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại
Thằn lằn cổ rắn là một chi bò sát biển lớn đã tuyệt chủng thuộc bộ Plesiosauria. Mẫu vật đầu tiên được phát hiện bởi Mary Anning trong khoảng hai năm 1820-1821 nhưng bị thiếu mất hộp sọ.

[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?
Điều gì sẽ xảy ra nếu sao chổi Halley lao thẳng vào Mặt Trăng trong lần 'ghé thăm' vào năm 2061? Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube về khoa học nổi tiếng What If đã thực hiện một video giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi sao chổi Halley va chạm trực tiếp với Mặt Trăng

10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích
Lịch sử thế giới đầy những bí ẩn đáng ngạc nhiên và có thể không ai trong chúng ta sẽ sống đủ lâu để thấy tất cả chúng được giải quyết.

Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?
Xu hướng ăn uống lành mạnh, tăng cường thực phẩm giàu vitamin và khoáng chất như rau xanh, trái cây… ngày càng trở nên phổ biến. Vì thế, một chiếc tủ lạnh tốt để lưu giữ rau củ tươi ngon là ưu tiên của nhiều gia đình Việt hiện nay.

Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn
Các nhà khảo cổ phát hiện ra cấu trúc lớn nhất nước Anh này mà không cần tới cuốc xẻng hay máy xúc.

Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin
Sau khoảng thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học tạo ra một bảng chữ số riêng cho phép người bệnh làm việc bình thường.

Công nghệ AI của Trung Quốc 'hô biến' tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Công nghệ AI của Trung Quốc hô biến tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ
DeepFaceDrawing có thể biến các bản vẽ phác họa đơn giản thành gương mặt người có độ chân thực và sống động cực cao.

Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại
Chưa rõ đây đã là đỉnh điểm đợt nóng chưa.

Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ
Da thịt con người sẽ nổ tung hay máu sẽ ngay lập tức bốc hơi giống như cảnh miêu tả trong các bộ phim khoa học viễn tưởng?

Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa
Qủa thật có nhiều điều mà chúng ta vẫn chưa khám phá hết khi nói đến ngành hàng không.

Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau
Đủ tốt rồi thì sao cần phải thay đổi nữa?

[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?
Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube nổi tiếng What If mới đây đã đăng tải một video mới, giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi hiện tượng nhật thực toàn phần xảy ra hàng ngày.

Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?
Sản phẩm có thiết kế tối giản và vận hành bằng năng lượng mặt trời, vừa có thể là văn phòng, phòng khách hoặc không gian mở rộng cho ngôi nhà của bạn.

Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được
Trong hành trình chứng minh ta không cô đơn trong Vũ trụ, phương trình toán học mới ước tính nhân loại có 36 vị hàng xóm chưa nối liên lạc được.

Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào
Pablo Picasso (1881-1973) là họa sĩ kiêm nhà điêu khắc người Tây Ban Nha. Ông nổi tiểng bậc thầy trường phái lập thể, tác giả của nhiều bức họa đáng giá chục triệu dollar.

Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại
Số phận của đàn chuột trên có thể đại diện cho nhân loại không?

Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây
Những người đam mê thiên văn học ở các tỉnh thành phía Bắc sẽ được quan sát được nhật thực một phần với tỉ lệ che phủ cực đại lớn hơn các tỉnh thành phía Nam.

Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex
Mới đây các nhà cổ sinh vật học đã vô tình phát hiện ra một loài cá mập hoàn toàn mới trong quá trình phân loại hóa thạch của khủng long bạo chúa.

100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô
Ngày nay, kỳ giông khổng lồ Trung Quốc được coi là loài kỳ giông lớn nhất thế giới cũng như loài lưỡng cư lớn nhất, dài đến 180 cm, nhưng trong quá khứ, tại Nam Cực còn tồn tại một loài kỳ nhông còn to lớn hơn chúng rất nhiều.

Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của 'quái vật biển' khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của quái vật biển khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm
Các nhà khảo cổ học ở Đại học Texas phát hiện quả trứng đường kính 30 cm thuộc về một quái vật biển dài 6 m sống cách đây 66 triệu năm ở Nam Cực.

Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa
Thêm thông tin về hệ thống tàu cực thanh Starship thay thế máy bay dân dụng.

Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực
Ngày nay linh cẩu được xem là loài động vật đặc hữu của Châu Phi, nhưng trong quá khứ chúng đã từng phân bố rộng khắp và thậm chí chúng còn sinh sống ở cả Bắc Cực.

Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi
Những thế giới đầy bụi như hành tinh sa mạc Arrakis trong tiểu thuyết Dune có lẽ khá phổ biến trong vũ trụ. Một vài trong số đó, vốn có một lượng lớn bụi trong khí quyển, nhiều khả năng là những nơi có thể tìm thấy sự sống.

Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà
Ngoài kia còn những bí ẩn gì mà ta chưa biết nữa?

Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo
Hầu hết những gì mọi người nhìn thấy trong các quảng cáo trên TV chỉ là sự dối trá.

Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai

tinybook tinybook 4 tuần 9 giờ
Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai
Theo các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Tel Aviv, nguồn điện tạo ra từ sự tương tác giữa các phân tử nước và kim loại có thể sử dụng như một nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và luôn sẵn có.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat