商傳媒｜責任編輯／綜合外電報導
美國太空總署（NASA）近日宣布在太空運算技術上取得重大突破，其「High Performance Spaceflight Computing（HPSC）」專案開發出新型輻射硬化高效能處理器，運算能力較現有太空飛行電腦提升百倍。這項創新預計將為未來的月球與火星任務提供關鍵支援，並為太空船的自主運作和科學探索注入強大動能。同時，為確保外太空惡劣環境中高功率訊號的穩定傳輸，抗多路徑放電（multipaction-resistant）電纜的研發也持續取得進展。
由美國太空總署的NASA’s Game Changing Development program管理，HPSC專案的目標是開發能夠在嚴苛太空環境中維持運作的處理器。此專案自2022年起便與微晶片科技（Microchip Technology Inc.）建立商業合作關係。這款新型「系統單晶片」（SoC）處理器尺寸輕巧，僅手掌大小，卻整合了中央處理器（CPU）、運算卸載單元、網路單元、記憶體和輸入/輸出介面等所有必要元件。它具備比現有太空飛行電腦高出百倍的運算能力，將是實現高度自主太空船、加速科學發現，並支援未來前往月球和火星載人任務的核心技術。
噴氣推進實驗室在南加利福尼亞州已針對這款晶片進行嚴格測試，模擬太空中的輻射暴露、極端溫度波動與震動衝擊。HPSC專案經理Jim Butler表示：「我們正在對這些新晶片進行輻射、熱和衝擊測試，同時透過嚴格的功能測試來評估其效能。」他進一步說明，為模擬真實世界的表現，團隊採用了真實美國太空總署任務的高擬真登陸情境，這些情境通常需要強大硬體來處理龐大的登陸感測器數據。美國太空總署Game Changing Development program的專案經理Eugene Schwanbeck則指出，這款多核心系統在故障容忍度、靈活性及高效能表現上，繼承了過往太空處理器的優良傳統。一旦獲得認證，美國太空總署計畫將其應用於地球軌道衛星、行星探測車、太空棲息地及深空探測任務中。微晶片科技也預計將這項技術應用於航空和汽車製造等地球產業。
然而，在太空高真空環境中，無線電頻率（RF）訊號傳輸面臨著多路徑放電（Multipaction）的獨特挑戰。這是一種共振電子放電現象，會導致電子雪崩，嚴重劣化訊號傳輸、造成訊號丟失、失真，甚至可能因熱失控和電弧而損壞硬體。這種現象通常發生在電纜與連接器之間或連接器間的介面。為此，MegaPhase等公司正致力於開發抗多路徑放電的特殊電纜和連接器。解決方案包括採用圓角、斜面或楔形等特殊設計的連接器幾何形狀，以及使用Fluoroloy®等導熱電介質和beryllium copper等太空級材料，以確保在高功率RF訊號傳輸下的長期穩定性。Maddiel Gonzalez，MegaPhase的副總裁暨技術長，強調智慧幾何設計、材料選擇、表面工程、模擬驅動設計以及嚴格製造是克服電子雪崩的關鍵。
