Quem assiste a toda a imponência dos ônibus espaciais em uma base de lançamento talvez não acredite que aquele “monstro” tem um cérebro tão pequeno. Mas é verdade: o computador usado para monitorar os sensores da aeronave tem desempenho muito inferior a qualquer PC moderno.
O Computador de Propósito Geral (GPC) é uma máquina presente possui apenas 1 MB de memória interna e opera a uma velocidade de 1,4 milhões de instruções por segundo, ou seja, possui clock de 1,4 MHz. Por incrível que pareça, antes de 1991, quando o GPC passou por seu último upgrade, essas configurações eram ainda menores.
E por mais que pareçam poucas, essas especificações são mais do que o suficiente para que ele seja não apenas o cérebro dos ônibus espaciais, mas também o coração deles. Esses computadores são responsáveis pela leitura dos dados de inúmeros sensores e, com base nisso, determinam, por exemplo, como os motores devem operar durante o lançamento, qual é a elevação correta das asas para a terrisagem e quais propulsores devem ser acionados no espaço ao se encontrar com a Estação Espacial Internacional.
Além disso, os comandos executados pelos astronautas nunca são realizados diretamente, de maneira mecânica. Eles são enviados para o computador de bordo que, por sua vez, transmite os sinais necessários para que determinado mecanismo se movimente.
Como se pode imaginar, esses cálculos e operações não podem falhar. Uma fração de segundo sem o GPC poderia ser catastrófica, capaz de comprometer não apenas a missão, mas também a vida de seus tripulantes. E é nesse ponto que ele difere do computador que você está usando neste momento.
Estabilidade e resistência
GPC da nova geração ao lado dos antigos, à direita (Fonte da imagem: NASA)
Um ônibus espacial vibra muito mais do que os caminhões dirigidos diariamente nas estradas do país. O impacto dessas vibrações é tão grande que um desktop comum não seria capaz de operar nessas condições. Como se não bastasse, ao entrar em órbita, o computador também sofre efeitos da radiação filtrada pela atmosfera do nosso planeta.
Por isso, o GPC deve estar preparado para funcionar sem interrupção e dentro dessas condições. E os engenheiros da NASA sabem o que fazem. Nos últimos 12 anos, apenas três erros do GPC apareceram durante uma missão. Também faz 24 anos desde a última correção em órbita pela qual o computador precisou passar. Recentemente, os astronautas da missão STS-135, a última do ônibus espacial Atlantis, tiveram problemas com os computadores da nave. Mas isso não comprometeu as tarefas que deveriam desempenhar.
Esses computadores trabalham com um sistema de fallback, ou seja, há uma máquina pronta para entrar em ação, caso uma venha a falhar. No total, cinco GPCs controlam a nave. Quatro deles estão interconectados e trabalham em conjunto. A quinta máquina é a segurança final para os astronautas.
Não se mexe em time que está vencendo
O GPC é responsável por gerenciar os comandos enviados do cockpit (Fonte da imagem: NASA)
Quem reclama dos ciclos de atualização de alguns sistemas, como o Debian Linux, talvez não leve em conta o fator estabilidade e segurança: quanto menos atualizações, a mais testes e controle de qualidade são submetidos os softwares que estão sendo executados há anos. A mesma mentalidade é empregada no desenvolvimento do programa utilizado pelo GPC.
Antes de ser adotada na prática, uma modificação no sistema do GPC passa por uma bateria de nove meses de testes em simuladores. Depois, mais testes são realizados, durante seis meses, nos laboratórios da agência espacial. Só depois desse período, caso a mudança se mostre estável o suficiente, ela é adotada para uso no computador da nave.
O upgrade do hardware também custa a acontecer. As doze primeiras missões foram realizadas com GPCs ainda mais modestos, que funcionam a um terço da velocidade do GPC atual e com apenas 416 KB de memória interna. Além disso, pesavam o dobro do que essa nova geração. Depois da atualização de 1991, o computador passou a ocupar apenas uma caixa, em vez de duas.
Portáteis em órbita
Laptops são usados pelos astronautas para serviços não críticos (Fonte da imagem: NASA)
Em 1993, um laptop foi para o espaço, pela primeira vez, junto com a tripulação do ônibus espacial Endeavour, em uma missão para consertar o telescópio Hubble. Engenheiros trabalharam muito, durante anos, para poderem enviar esses laptops a bordo da STS-61.
Atualmente, os modelos usados pelos astronautas em órbita são os IBM ThinkPad A31p e 760XD. E, apesar de terem sido adaptados para a missão, eles ainda precisam passar por duas ou três trocas de memória quando estão no espaço, devido aos efeitos da radiação. Durante a missão para o reparo do Hubble, o número de trocas subiu para 30, já que o telescópio está a 240 quilômetros acima da Estação Espacial Internacional, ou seja, possui ainda menos proteção às partículas radioativas.
Obviamente, esses portáteis a bordo não são usados em situações críticas, como as que são tratadas pelo GPC. Os laptops servem para executar, por exemplo, simuladores de terrisagem, demonstrar informações geográficas da Terra, enviar e receber emails e, também, fornecer um editor de textos para os astronautas.
Essas máquinas também podem apresentar defeitos ao passarem pela Anomalia do Atlântico Sul, uma região do nosso planeta onde a intensidade da radiação é mais alta do que em qualquer outra.
Enquanto isso, os computadores que usamos, fabricados e operados dentro da Terra, não se cansam de nos irritar com telas azuis e mensagens de kernel panic. Pelo menos temos a felicidade de ganhar em desempenho e liberdade de uso, certo?
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