נאס"א השתמשה בלינוקס ובתוכנת קוד פתוח ברקטת Ingenuity Mars

נציגי סוכנות החלל של נאס"א, בראיון ל-Spectrum IEEE, חשפו פרטים על החלק הפנימי של מסוק הסיור האוטונומי Ingenuity, שנחת אתמול בהצלחה על מאדים במסגרת משימת מאדים 2020. מאפיין מיוחד של הפרויקט היה השימוש בלוח בקרה המבוסס על Snapdragon 801 SoC מבית קוואלקום, המשמש בייצור סמארטפונים. התוכנה של Ingenuity מבוססת על ליבת לינוקס ותוכנת טיסה בקוד פתוח. יצוין כי זהו השימוש הראשון בלינוקס במכשירים הנשלחים למאדים. יתרה מכך, השימוש בתוכנת קוד פתוח ורכיבי חומרה זמינים באופן נרחב מאפשר לחובבים המעוניינים להרכיב רחפנים דומים בעצמם.

החלטה זו נובעת מהעובדה ששליטה במזל"ט מעופף דורשת כוח מחשוב גדול יותר משליטה ברובר מאדים, המצויד בשבבים שיוצרו במיוחד עם הגנה נוספת מקרינה. לדוגמה, שמירה על טיסה דורשת לולאת בקרה הפועלת בקצב של 500 מחזורים לשנייה וניתוח תמונה בקצב של 30 פריימים לשנייה.

ה-Snapdragon 801 SoC (ארבע ליבות, 2.26 גיגה-הרץ, 2 ג'יגה-בייט RAM, 32 ג'יגה-בייט פלאש) מניע את סביבת הליבה של מערכת מבוססת לינוקס, האחראית על פעולות ברמה גבוהה כגון ניווט חזותי המבוסס על ניתוח תמונה של המצלמה, ניהול נתונים, עיבוד פקודות, הפקת טלמטריה ושמירה על ערוץ תקשורת אלחוטי.

המעבד מחובר באמצעות ממשק UART לשני מיקרו-בקרים (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KB RAM, 4 MB Flash, UART, SPI, GPIO), המבצעים פונקציות בקרת טיסה. שני מיקרו-בקרים משמשים לעודפות במקרה של כשל ומקבלים מידע זהה מהחיישנים. רק מיקרו-בקר אחד פעיל, והשני משמש כחילוף ובמקרה של תקלה הוא מסוגל להשתלט על השליטה. ה-MicroSemi ProASIC3L FPGA אחראי על העברת נתונים מהחיישנים אל המיקרו-בקרים ולאינטראקציה עם המפעילים השולטים על הלהבים, שגם עובר למיקרו-בקר רזרבי במקרה של תקלה.

בין הציוד, המזל"ט משתמש במד גובה לייזר מבית SparkFun Electronics, חברה המייצרת חומרה בקוד פתוח ונמנית על יוצרי ההגדרה של חומרה בקוד פתוח (OSHW). רכיבים טיפוסיים נוספים כוללים את מייצב הגימבל (IMU) ומצלמות וידאו המשמשות בסמארטפונים. מצלמת VGA אחת משמשת למעקב אחר מיקום, כיוון ומהירות באמצעות השוואה בין פריים למסגרת. מצלמת הצבע השנייה של 13 מגה-פיקסל משמשת לצילום תמונות של האזור.

רכיבי תוכנת בקרת הטיסה פותחו ב-NASA JPL (מעבדת הנעה סילון) עבור לווייני כדור הארץ מלאכותיים קטנים וקטנים במיוחד (cubesats) ופותחו במשך מספר שנים כחלק מהפלטפורמה הפתוחה F Prime (F´), המופצת תחת רישיון Apache 2.0.

F Prime מספקת כלים לפיתוח מהיר של מערכות בקרת טיסה ויישומים משובצים קשורים. תוכנת הטיסה מחולקת לרכיבים בודדים עם ממשקי תכנות מוגדרים היטב. בנוסף לרכיבים מיוחדים, מסגרת C++ מוצעת עם הטמעת תכונות כגון תור הודעות ו-multithreading, כמו גם כלי מידול המאפשרים לחבר רכיבים ולהפיק קוד אוטומטית.

מקור: OpenNet.ru