{"id":54030,"date":"2022-10-29T16:02:00","date_gmt":"2022-10-29T14:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/cms.galaxiemedia.fr\/tomshardware\/2017\/07\/28\/les-processeurs-dans-lespace-de-1965-a-nos-jours\/"},"modified":"2023-06-26T22:09:47","modified_gmt":"2023-06-26T20:09:47","slug":"les-processeurs-dans-lespace-de-1965-a-nos-jours","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/les-processeurs-dans-lespace-de-1965-a-nos-jours\/","title":{"rendered":"Les processeurs dans l’espace, de 1965 \u00e0 nos jours"},"content":{"rendered":"\n

L\u2019histoire de la conqu\u00eate spatiale est plus ou moins li\u00e9e \u00e0 celle de l\u2019informatique : tr\u00e8s rapidement, et malgr\u00e9 l’existence au sol de superordinateurs<\/a>, la pr\u00e9sence d\u2019un ou plusieurs calculateurs dans les engins spatiaux s\u2019est montr\u00e9e indispensable pour effectuer en temps r\u00e9el <\/strong>les calculs n\u00e9cessaires au guidage, \u00e0 la surveillance des syst\u00e8mes ou encore aux man\u0153uvres.<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019informatique \u00ab spatiale \u00bb doit toutefois faire face \u00e0 bien plus de contraintes que ce que les ordinateurs au sol ont \u00e0 endurer. En plus des contraintes physiques<\/strong> (acc\u00e9l\u00e9rations et temp\u00e9ratures extr\u00eames), les ordinateurs, calculateurs et processeurs doivent en effet \u00eatre le moins sensibles possibles aux radiations <\/strong>et aux \u00e9missions radio<\/strong>. Ils doivent \u00e9galement \u00eatre \u00ab silencieux \u00bb d\u2019un point de vue radiofr\u00e9quences <\/strong>: l\u2019horloge interne d\u2019un CPU peut en effet rapidement se comporter comme un mini-\u00e9metteur RF<\/strong> et interf\u00e9rer avec le reste des syst\u00e8mes ! Nous allons dans ce dossier retracer l\u2019\u00e9volution des calculateurs et processeurs dans l\u2019espace<\/strong>, des ann\u00e9es 1960 \u00e0 nos jours.<\/p>\n\n\n\n

La NASA veut un processeur HPSC 100 fois plus performant que les solutions actuelles<\/a><\/strong><\/p>\n\n\n\n

(1965) Gemini : Gemini Digital Computer<\/h2>\n\n\n\n

Lanc\u00e9es \u00e0 partir de 1965, les capsules Gemini sont parmi les premiers vaisseaux spatiaux \u00e0 embarquer un \u00ab calculateur \u00bb (on ne peut pas encore parler de v\u00e9ritable processeur) : le Gemini Digital Computer, ou On-Board Computer<\/strong> (OBC). Ce calculateur utilis\u00e9 pour guider et man\u0153uvrer la capsule n\u2019utilise pas encore de circuits int\u00e9gr\u00e9s mais est con\u00e7u \u00e0 partir de composants \u00e9lectroniques de base.<\/p>\n\n\n\n

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R\u00e9alis\u00e9 par IBM, le Gemini Digital Computer<\/strong> est capable d\u2019ex\u00e9cuter une addition \u2013 ou n\u2019importe quelle autre instruction – en 140 \u00b5s, sauf la multiplication (MLT) qui prend 420 \u00b5s et la division (DIV) qui prend 840 \u00b5s. Ce calculateur travaille en s\u00e9rie (bit apr\u00e8s bit), ce qui explique la faible vitesse des calculs effectu\u00e9s (7000 op\u00e9rations par seconde<\/strong> tout de m\u00eame). L\u2019unit\u00e9 arithm\u00e9tique est par ailleurs limit\u00e9e \u00e0 des calculs \u00e0 virgule fixe<\/strong>, un choix qui r\u00e9duit la pr\u00e9cision des calculs mais permet \u00e9galement de simplifier la conception, et donc le volume, le poids et la consommation d\u2019\u00e9nergie du calculateur. Le Gemini Digital Computer entier ne p\u00e8se ainsi que 27 kg environ, une prouesse pour l\u2019\u00e9poque\u2026<\/p>\n\n\n\n

(1966) Saturn IB & Saturn V : LVDC<\/h2>\n\n\n\n

Le Launch Vehicle Digital Computer<\/strong> (LVDC) est le petit nom donn\u00e9 \u00e0 l\u2019ordinateur de bord charg\u00e9 de piloter les fus\u00e9es Saturn IVB et Saturn V, de la phase de lancement \u00e0 leur insertion en orbite terrestre ou \u00e0 l\u2019injection du CSM (Command\/Service Module du programme Apollo) sur une trajectoire lunaire, selon le cas. Fabriqu\u00e9 par IBM, le LVDS se compose de trois circuits logiques redondants avec un syst\u00e8me de \u00ab vote \u00bb<\/strong> : chaque circuit logique est d\u00e9coup\u00e9 en sept \u00e9tages, et le r\u00e9sultat \u00ab majoritaire \u00bb de chaque \u00e9tage est ensuite pass\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9tage suivant de chaque circuit logique. Ce syst\u00e8me permet d\u2019\u00e9carter un calculateur d\u00e9fectueux de la chaine de d\u00e9cision. IBM estime ainsi que le LVDC atteint une fiabilit\u00e9 de 99,6% sur 250 heures en situation op\u00e9rationnelle.<\/p>\n\n\n\n

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Bien que les calculateurs tournent \u00e0 une fr\u00e9quence de base de 2048 kHz, les instructions sont ex\u00e9cut\u00e9es en \u00ab cycles \u00bb d\u2019environ 82 \u00b5s. Le calculateur, qui travaille en s\u00e9rie, est donc capable d\u2019ex\u00e9cuter pr\u00e8s de 12000 instructions par seconde (soit 0,012 MIPS)<\/strong>. Presque toutes les instructions sont ex\u00e9cut\u00e9es en un seul cycle mis \u00e0 part quelques-unes comme la multiplication et la division (ex\u00e9cut\u00e9e en un cycle, mais le r\u00e9sultat n\u2019est disponible que huit cycles plus tard). L\u2019instruction la plus lente (MPH, multiplie deux nombres de 24-bit et conserve le r\u00e9sultat sur 26-bit dans le registre Product-Quotient) demande cinq cycles, soit 400 \u00b5s environ.<\/p>\n\n\n\n

Chaque calculateur poss\u00e8de deux unit\u00e9s arithm\u00e9tiques<\/strong> travaillant avec des entiers uniquement : la premi\u00e8re ex\u00e9cute les additions, soustractions et les op\u00e9rations logiques, la seconde se charge des multiplications et des divisions. Les deux unit\u00e9s sont en outre capables de travailler de mani\u00e8re simultan\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

(1969) Apollo : AGC + AGS<\/h2>\n\n\n\n

Lors de la conception du module de commande (CM) et du module lunaire (LEM, \u00ab Lunar Excursion Module \u00bb) du programme Apollo, la NASA a exig\u00e9 que les ordinateurs des deux modules soient identiques. Ces deux AGC (Apollo Guidance Computer<\/strong>) forment le Primary Guidance, Navigation, and Control System<\/strong> (PGNCS).<\/p>\n\n\n\n

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En cas de panne de l\u2019ordinateur du module de commande, c\u2019est le contr\u00f4le au sol qui est charg\u00e9 de guider manuellement la capsule. Si le contact au sol est perdu, l\u2019AGC du module de commande est capable de prendre seul en charge le retour vers la Terre. L\u2019AGC du LEM a quant \u00e0 lui la charge du guidage et de la navigation lors de l\u2019alunissage, du re-d\u00e9collage et du retour vers le CM en orbite lunaire. En cas de panne de cet AGC et donc d\u2019annulation de l\u2019alunissage, un second ordinateur, baptis\u00e9 Abort Guidance System<\/strong> (AGS), doit se charger du retour vers le CM.<\/p>\n\n\n\n

C\u2019est le Massachusetts Institute of Technology (MIT) qui a \u00e9t\u00e9 charg\u00e9 de la conception et de la fabrication des AGC. C\u2019est la premi\u00e8re fois que des circuits int\u00e9gr\u00e9s sont utilis\u00e9s dans l\u2019espace, bien que leur fiabilit\u00e9 n\u2019ait pas encore \u00e9t\u00e9 prouv\u00e9e. La version \u00ab Block II \u00bb du calculateur d\u2019un AGC utilise des composants RTL <\/strong>(Resistor-Transistor Logic) fabriqu\u00e9s par Fairchild Semiconductor. Plus exactement, pr\u00e8s de 5000 circuits de type DCTL <\/strong>(direct-coupled transistor logic) utilis\u00e9s comme portes NOR<\/strong> (NON-OU) \u00e0 trois entr\u00e9es composent le calculateur. La fabrication de masse des circuits int\u00e9gr\u00e9s vient alors tout juste d’\u00eatre lanc\u00e9e : \u00e0 lui tout seul, le programme Apollo absorbe 60 % de la production mondiale\u2026<\/p>\n\n\n\n

Le calculateur de l’AGC poss\u00e8de quatre registres principaux 16-bit (A, Z, Q et LP) ainsi que plusieurs autres registres utilis\u00e9s de mani\u00e8re interne, un bus de lecture 16-bit et un bus d\u2019\u00e9criture 16-bit. L\u2019AGC \u00ab Block II \u00bb est capable d\u2019ex\u00e9cuter 34 instructions diff\u00e9rentes. Une addition est r\u00e9alis\u00e9e en 23,4 \u00b5s alors qu’il faut 46,8 \u00b5s pour effectuer une multiplication.<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019AGS a quant a lui \u00e9t\u00e9 con\u00e7u par le fabricant TRW. Le calculateur lui-m\u00eame, baptis\u00e9 Abort Electronic Assembly<\/strong> (AEA), est un MARCO 4418. Il est globalement plus lent qu\u2019un AGC (le temps d’ex\u00e9cution d’une instruction varie entre 10 et 104 \u00b5s), mais certaines op\u00e9rations sont en pratique r\u00e9alis\u00e9es plus rapidement. Il travaille avec des donn\u00e9es \u00e0 virgule fixe, poss\u00e8de un bus de donn\u00e9es parall\u00e8le et une unit\u00e9 arithm\u00e9tique 18-bit, et comprend 27 instructions. Pour la petite anecdote, l’AGS devait \u00e0 l’origine s’appeler Backup Guidance System<\/strong>, mais son acronyme (BUGS) n’a pas fait l’unanimit\u00e9…<\/p>\n\n\n\n

(1973) Skylab : IBM TC-1<\/h2>\n\n\n\n

L\u2019ordinateur de Skylab, la premi\u00e8re station spatiale de la NASA, est bas\u00e9 sur la c\u00e9l\u00e8bre famille d’ordinateurs IBM System\/360. Dans les ann\u00e9es 1960, le fabricant met au point le System\/4 Pi<\/strong>, une famille d\u2019ordinateurs d\u00e9riv\u00e9s du System\/360 mais r\u00e9sistant aux radiations afin de pouvoir \u00eatre utilis\u00e9 dans les bombardiers de l\u2019USAF.<\/p>\n\n\n\n

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Le General Purpose Computer<\/strong> de Skylab, baptis\u00e9 TC-1, fait partie de la famille System\/4 Pi. Son processeur est de type 16-bit. Skylab utilise un syst\u00e8me redondant avec deux processeurs reli\u00e9s \u00e0 une unique interface I\/O. A un instant donn\u00e9, seul un processeur est aliment\u00e9 : en cas de basculement d’un processeur \u00e0 l’autre, l’ordinateur sait exactement o\u00f9 reprendre l’ex\u00e9cution des instructions gr\u00e2ce \u00e0 un registre sp\u00e9cial 64-bit commun aux deux circuits. <\/p>\n\n\n\n

(1975) Viking : TTL 18-bits + Honeywell HDC 402<\/h2>\n\n\n\n

Lanc\u00e9es en 1975, les sondes Viking se composent d\u2019un orbiteur (fabriqu\u00e9 par le JPL) et d\u2019un atterrisseur (con\u00e7u par Martin Marietta), avec chacun leur propre ordinateur (Command Computer Subsystem<\/strong> pour le premier et Guidance, Control, and Sequencing Computer <\/strong>pour le second).<\/p>\n\n\n\n

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Le CCS reprend le principe de redondance de Skylab avec la pr\u00e9sence de deux processeurs, mais il est possible de les utiliser de trois fa\u00e7ons diff\u00e9rentes : de mani\u00e8re individuelle (chaque processeur ex\u00e9cutant des instructions diff\u00e9rentes), de mani\u00e8re parall\u00e8le (chaque processeur ex\u00e9cutant les m\u00eames instructions) ou en tandem (chaque processeur ex\u00e9cutant les m\u00eames donn\u00e9es, mais avec un syst\u00e8me de vote). Les processeurs TTL <\/strong>(Transistor-Transistor Logic) travaillent en s\u00e9rie (ce qui r\u00e9duit leur complexit\u00e9, au d\u00e9triment de leur vitesse) avec des mots de 18-bit et poss\u00e8dent 13 registres principaux. Le temps d\u2019ex\u00e9cution moyen d\u2019une des 64 instructions disponibles est de 88 \u00b5s, ce qui repr\u00e9sente 11 000 instructions par seconde environ (0,011 MIPS<\/strong>).<\/p>\n\n\n\n

De son c\u00f4t\u00e9, le GCSC est constitu\u00e9 de deux calculateurs redondants Honeywell HDC 402 de 24-bit<\/strong>. Chaque instruction est ex\u00e9cut\u00e9e en un temps moyen de 4,34 \u00b5s (soit pr\u00e8s de 0,23 MIPS<\/strong>), avec un total de 47 instructions utilisables.<\/p>\n\n\n\n

(1977) Voyager 1 & Voyager 2<\/h2>\n\n\n\n

Fabriqu\u00e9es par le JPL, Les sondes Voyager utilisent trois ordinateurs redondants diff\u00e9rents, chacun en charge d\u2019une partie des syst\u00e8mes de la sonde. Le CSS (Command and Control Subsystem<\/strong>), similaire \u00e0 celui des sondes Viking, se charge du contr\u00f4le des sous-syst\u00e8mes de la sonde spatiale. Un deuxi\u00e8me ordinateur (le Flight Data Subsystem<\/strong>) s\u2019occupe  de la t\u00e9l\u00e9m\u00e9trie et de la transmission, tandis que le troisi\u00e8me (l\u2019Attitude and Articulation Control Subsystem<\/strong>) est d\u00e9di\u00e9 au contr\u00f4le d\u2019attitude de la sonde et \u00e0 la gestion de la plateforme.<\/p>\n\n\n\n

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Baptis\u00e9 HYPACE <\/strong>(pour Hybrid Programmable Attitude Control Electronics), le processeur de l\u2019AACS reprend comme base celui du CSS mais y ajoute des composants TTL<\/strong> un peu plus \u00e9labor\u00e9s capables d\u2019op\u00e9rations en parall\u00e8les sur 4-bit. En cons\u00e9quence, d\u00e9placer un mot de 18-bit ne prend plus que cinq cycles (contre 18 pour un calculateur s\u00e9rie). Le processeur du FDS est quant \u00e0 lui de conception originale avec un total de 128 registres. Fonctionnant en s\u00e9rie, il atteint une puissance de calcul de 80 000 instructions par seconde (0,08 MIPS<\/strong>).<\/p>\n\n\n\n

(1981) Space Shuttle : TTL + 8086, TTL + 80386<\/h2>\n\n\n\n

La navette spatiale am\u00e9ricaine utilise un total de cinq ordinateurs redondants AP-1 d\u2019IBM<\/strong>, bas\u00e9s sur l\u2019architecture System\/4 Pi <\/strong>du constructeur, elle-m\u00eame d\u00e9riv\u00e9e de la famille d\u2019ordinateurs System\/360. Quatre ordinateurs fonctionnent de mani\u00e8re simultan\u00e9e avec un syst\u00e8me de vote, le cinqui\u00e8me \u00e9tant pr\u00e9sent en tant que backup. L\u2019affichage des informations et des donn\u00e9es dans le cockpit est confi\u00e9 \u00e0 un Intel 8086<\/strong>, remplac\u00e9 plus tard par un 80386<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019AP-1 est con\u00e7u \u00e0 partir de composants TTL (Transistor-Transistor Logic) de type MSI (Medium-Scale Integration, c’est-\u00e0-dire des centaines de portes logiques par composant) et LSI (Large-Scale Integration, soit des milliers de portes logiques par composant TTL). L\u2019AP-1 est capable de r\u00e9aliser des op\u00e9rations en virgule fixe avec des mots de 16-bit et 32-bit, et \u00e0 virgule flottante en 32-bit, 40-bit et 64-bit (uniquement des additions et soustractions dans ce dernier cas). Trois groupes de registres sont disponibles : deux groupes de 8 registres de 32-bit pour les op\u00e9rations arithm\u00e9tiques \u00e0 virgule fixe, et un groupe de huit registres 32-bit pour les op\u00e9rations \u00e0 virgule flottante. Le calculateur comprend 154 instructions diff\u00e9rentes et affiche une puissance de 0,48 MIPS<\/strong> et de 0,325 MFLOPS<\/strong>. Le MTBF de l\u2019AP-1 atteint 5200 heures.<\/p>\n\n\n\n

Au milieu des ann\u00e9es 1990, une version plus rapide de l\u2019AP-1 a \u00e9t\u00e9 int\u00e9gr\u00e9e aux navettes en utilisation. L\u2019AP-101S<\/strong> est plus compact (il n\u2019utilise plus qu\u2019un seul bo\u00eetier au lieu des deux de l\u2019AP-1 d\u2019origine), plus rapide (1,2 MIPS<\/strong> environ) et un peu plus fiable avec un MTBF de 6000 heures.<\/p>\n\n\n\n

(1988) Bourane : 1806 + 134IP3<\/h2>\n\n\n\n

Bourane est la navette spatiale enti\u00e8rement automatis\u00e9e d\u00e9velopp\u00e9e par l\u2019ex-URSS dans les ann\u00e9es 1980. Son ordinateur de bord est compos\u00e9 de quatre syst\u00e8mes ind\u00e9pendants<\/strong> fonctionnant de mani\u00e8re redondante via un syst\u00e8me de vote qui \u00e9carte automatiquement de la chaine de d\u00e9cision un ordinateur qui ne donnerait pas le m\u00eame r\u00e9sultat que les trois autres.<\/p>\n\n\n\n

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Ces ordinateurs fonctionnent gr\u00e2ce \u00e0 un clone du DEC PDP-11 : le 1806<\/strong>. De type CMOS, ce processeur principal fonctionne \u00e0 une fr\u00e9quence de 4 MHz. Au total, 74 processeurs diff\u00e9rents sont pr\u00e9sents dans la navette (une majorit\u00e9 d\u2019entre eux \u00e9tant des ALU de type 134IP3<\/strong>, des clones du TTL 4-bit 54L181), la puissance de calcul atteignant au total 0,37 MIPS<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

(1989) Galileo : RCA 1802 + 2901<\/h2>\n\n\n\n

La sonde Galileo, lanc\u00e9e en 1989 par la NASA et destin\u00e9e \u00e0 \u00e9tudier la plan\u00e8te Jupiter, embarque un total de 19 microprocesseurs. Huit des neuf instruments scientifiques poss\u00e8dent leur propre microprocesseur, le Command and Data System<\/strong> en utilise six, l\u2019Attitude and Articulation Control System<\/strong> en poss\u00e8de deux et la sonde atmosph\u00e9rique deux autres.<\/p>\n\n\n\n

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Les processeurs utilis\u00e9s par le Command and Data System sont des RCA CDP1802<\/strong>, des puces 8-bit de type CMOS \u00ab Silicon-on-Sapphire \u00bb<\/strong> (plus r\u00e9sistant aux radiations), avec un cycle machine de 5 \u00b5s et une moyenne de 2 cycles par instruction, soit 0,2 MIPS<\/strong> en moyenne.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019AACS, ou plus exactement la partie Attitude Control Electronics (ACE), utilise comme base l\u2019ATAC<\/strong> (Advanced Technology Airborne Computer) du constructeur Itek, un ordinateur avec un processeur 16-bit con\u00e7u \u00e0 partir de quatre ALU 4-bit Am2901 d\u2019AMD<\/strong>. Capable de r\u00e9aliser des op\u00e9rations en virgule flottante, l\u2019ensemble est dot\u00e9 de 16 registres g\u00e9n\u00e9raux et est \u00e9quivalent \u00e0 un DEC PDP-11\/23. Deux processeurs 16-bits redondants sont pr\u00e9sents dans l\u2019ACE.<\/p>\n\n\n\n

(1990) Hubble : DF-224, 80386 + 80387, 80486<\/h2>\n\n\n\n

Hubble embarque deux ordinateurs diff\u00e9rents : le Flight Computer et le Science Instrument Control and Data Handling (SI C&DH). Un troisi\u00e8me ordinateur, le PSEA, fournit un fonctionnement de secours lorsque le DF-224 est inactif.<\/p>\n\n\n\n

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A l\u2019origine, l\u2019ordinateur principal est un DF-224<\/strong> (voir la photo) fabriqu\u00e9 par Rockwell Autonetics, avec trois processeurs (dont deux de backup) \u00e0 virgule fixe cadenc\u00e9s \u00e0 1,25 MHz. La premi\u00e8re mission de maintenance (SM1)  en 1993 ajoutera un coprocesseur \u2013 un 80386\/80387<\/strong> – au DF-224 afin d\u2019augmenter sa capacit\u00e9. La carte d\u2019extension embarque deux jeux de processeurs redondants afin de parer \u00e0 une \u00e9ventuelle panne.<\/p>\n\n\n\n

Au cours de la mission de maintenance SM3A en 1999, les DF-224 et leurs coprocesseurs sont remplac\u00e9s par des i486 \u00e0 25 MHz<\/strong>, 20 fois plus rapide que le syst\u00e8me de base. En 2008, le module principal a eu un probl\u00e8me, et c’est la \u00ab face B \u00bb de secours de la carte qui a \u00e9t\u00e9 mise en fonction.<\/p>\n\n\n\n

(1994) Clementine : 1750A + RISC 32bits<\/h2>\n\n\n\n

Cl\u00e9mentine (ou Deep Space Program Science Experiment) est une sonde lanc\u00e9e en 1994 destin\u00e9e \u00e0 tester les capteurs et les composants des engins spatiaux en cas d’exposition prolong\u00e9e \u00e0 l’environnement spatial, et \u00e0 r\u00e9aliser des observations de la Lune (en particulier de sa face cach\u00e9e).<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019ordinateur de bord embarque un processeur de type MIL-STD-1750A<\/strong> 16-bit (1,7 MIPS<\/strong>) pour le contr\u00f4le d\u2019attitude et un processeur RISC 32-bit<\/strong> (18 MIPS<\/strong>) pour le traitement d\u2019image. Cl\u00e9mentine est au passage la premi\u00e8re mission spatiale de longue dur\u00e9e avec un processeur RISC 32-bit \u00e0 son bord.<\/p>\n\n\n\n

(1996) NEAR Shoemaker : RTX2010<\/h2>\n\n\n\n

Lanc\u00e9e en 1996, NEAR Shoemaker est une sonde destin\u00e9e \u00e0 \u00e9tudier 433 Eros, l\u2019un des plus gros ast\u00e9ro\u00efdes g\u00e9ocroiseurs. Arriv\u00e9e en orbite en f\u00e9vrier 2000, sa mission s’est achev\u00e9e en 2001 apr\u00e8s avoir tent\u00e9 et r\u00e9ussi un atterrissage sur la surface de l’ast\u00e9ro\u00efde.<\/p>\n\n\n\n

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Le processeur RTX 2000<\/strong> de l\u2019ordinateur de bord, con\u00e7u par Harris Semiconductor\/Intersil, est de type CMOS \u00ab Silicon-On-Sapphire \u00bb afin de lui permettre de supporter de hautes doses de radiation (en pratique jusqu\u2019\u00e0 3000 Gy). Cadenc\u00e9 \u00e0 8 MHz, ce processeur 16-bit poss\u00e8de huit registres 16-bit et ex\u00e9cute n\u2019importe quelle instruction en un \u00e0 deux cycles machines de 125 ns. Il est en outre capable de r\u00e9aliser des calculs \u00e0 virgule fixe ou flottantes.<\/p>\n\n\n\n

(1996) Pathfinder : RAD6000 + 80C85<\/h2>\n\n\n\n

Pathfinder est une sonde spatiale lanc\u00e9e en 1996 destin\u00e9e \u00e0 se poser sur Mars. Elle embarquait un petit rover, baptis\u00e9 Sojourner, qui a explor\u00e9 les alentours une fois la sonde pos\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Le \u00ab cerveau \u00bb de Pathfinder est un RAD6000<\/strong>, une version renforc\u00e9 contre les radiations du RISC (RISC Single Chip<\/strong>, une version simplifi\u00e9e \u00e0 une seule puce du POWER1<\/strong> d\u2019IBM) con\u00e7ue par British Aerospace Electronics (BAE). Il s\u2019agit d\u2019un processeur RISC 32-bit cadenc\u00e9 \u00e0 20 MHz (au maximum) dans le cas de Pathfinder et dot\u00e9 de 8 Ko de cache interne, ainsi que d\u2019un bus m\u00e9moire 72-bit. Il peut supporter des radiations maximale de 20000 Gy et affiche une puissance de traitement atteignant 22 MIPS<\/strong>. Pathfinder embarque \u00e9galement 128 Mo de m\u00e9moire vive et une EEPROM de 6 Mo. De son c\u00f4t\u00e9, Sojourner embarque une version durcie du processeur 8-bit Intel 80C85<\/strong>, cadenc\u00e9 \u00e0 2 MHz et associ\u00e9 \u00e0 512 Ko de m\u00e9moire vive et 176 Ko de m\u00e9moire flash.<\/p>\n\n\n\n

(1996) Mars Global Surveyor : 8086 & 1750A<\/h2>\n\n\n\n

Mars Global Surveyor est une sonde spatiale fabriqu\u00e9e par Lockheed Martin, lanc\u00e9e en 1996 et destin\u00e9e \u00e0 cartographier la plan\u00e8te Mars, une mission qu\u2019elle a r\u00e9alis\u00e9 avec succ\u00e8s.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Son ordinateur de bord comprend un processeur 8086 <\/strong>d\u00e9di\u00e9 au traitement des donn\u00e9es, et un processeur 16-bit de type MIL-STD-1750A<\/strong> consacr\u00e9 au contr\u00f4le de la sonde.<\/p>\n\n\n\n

(1997) Cassini : 1750A<\/h2>\n\n\n\n

D\u00e9di\u00e9e \u00e0 l\u2019\u00e9tude de Saturne et de ses lunes, la sonde Cassini-Huygens regroupe un orbiteur et un atterrisseur (qui s\u2019est pos\u00e9 avec succ\u00e8s en 2005 sur la surface de la lune Titan).<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Le sous-syst\u00e8me de commande et de gestion des donn\u00e9es (Command and Data Subsystem \u2013 CDS) fonctionne gr\u00e2ce \u00e0 un processeur 16-bit de type MIL-STD-1750A <\/strong>fabriqu\u00e9 par IBM. L\u2019Attitude Control System<\/strong> utilise lui aussi un IBM 1750A<\/strong> pour fonctionner. En tout, la sonde embarque 58 microprocesseurs divers\u2026<\/p>\n\n\n\n

(1998) International Space Station : 80386SX-20 + 80387<\/h2>\n\n\n\n

La Station Spatiale Internationale (ISS) embarque un grand nombre d\u2019ordinateurs de bord, en plus des diff\u00e9rents ordinateurs portables (principalement des ThinkPad 755C et 760XD) utilis\u00e9s par l\u2019\u00e9quipage.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

La majorit\u00e9 des ordinateurs de la station, tel le DMS-R (Data Management System, voir photo) con\u00e7u par l\u2019ESA pour le module russe de service Zvezda<\/em>, fonctionne gr\u00e2ce \u00e0 des processeurs i386SX-20\/80387<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

(1998) Mars Climate Orbiter : RAD6000<\/h2>\n\n\n\n

Mars Climate Orbiter est une sonde qui devait \u00e9tudier la m\u00e9t\u00e9orologie de la plan\u00e8te Mars, son climat et les cycles hydrologiques et du dioxyde de carbone. H\u00e9las, une \u00ab petite \u00bb erreur d\u2019unit\u00e9 de mesure a conduit \u00e0 sa perte lors de la mise en orbite autour de Mars.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Du c\u00f4t\u00e9 de l\u2019ordinateur de bord, MCO utilise un processeur 32-bit RISC RAD6000<\/strong> similaire \u00e0 celui de Pathfinder (20 MHz maximum, 22 MIPS<\/strong> max).<\/p>\n\n\n\n

(2000) MightySat-2.1 : RAD6000 + TMS320C40<\/h2>\n\n\n\n

MightySat-2.1 \u2013 \u00e9galement connu sous le nom de P99-1 ou Sindri \u2013 est un petit satellite mis au point par l\u2019Air Force Research Laboratory pour tester des technologies avanc\u00e9es de communication et d\u2019imagerie dans l\u2019espace, ainsi que pour tester la r\u00e9sistance de certains composants au milieu spatial.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

L\u2019ordinateur de bord de MightySat-2.1 fonctionne gr\u00e2ce \u00e0 un processeur 32-bit RAD6000<\/strong> cadenc\u00e9 \u00e0 20 MHz (soit une puissance de 22 MIPS). On trouve \u00e9galement quatre processeurs TMS320C40<\/strong> (des puces pouvant atteindre 30 MIPS et 60 MFLOPS dans leur version la plus puissante) permettant d\u2019analyser les dommages caus\u00e9s aux composants \u00e9lectroniques par les radiations.<\/p>\n\n\n\n

De Windows 98 \u00e0 Mars 2022 : la sonde spatiale Mars Express se met \u00e0 niveau<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

(2004) Rosetta : Harris RTX2010<\/h2>\n\n\n\n

Rosetta est une sonde spatiale lanc\u00e9e par l\u2019ESA en 2004 qui a rejoint en 2014 la com\u00e8te Tchourioumov-Guerassimenko, apr\u00e8s les survols des ast\u00e9roides (2867) \u0160teins en 2007 et (21) Lut\u00e8ce en 2010. Elle s’est plac\u00e9e en orbite autour d\u2019elle puis a envoy\u00e9 un atterrisseur \u00e0 sa surface, Philae. L’agence spatiale pose l’orbiteur \u00e0 son tour sur la com\u00e8te en 2016, signant la fin de la mission.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Le Command and Data Management Subsystem (CDMS) de l\u2019atterrisseur utilise deux Data Processing Unit int\u00e9grant chacune un processeur Harris RTX-2010RH<\/strong>. Ce processeur 16-bit renforc\u00e9 contre les radiations est cadenc\u00e9 \u00e0 10 MHz. On trouve \u00e9galement sur chaque DPU un processeur FPGA Actel 1280 RH<\/strong> grav\u00e9 en 0,8\u00b5m et lui aussi renforc\u00e9 contre les radiations.<\/p>\n\n\n\n

(2004) Spirit & Opportunity : RAD6000<\/h2>\n\n\n\n

Spirit et Opportunity sont deux robots mobiles destin\u00e9s \u00e0 \u00e9tudier la g\u00e9ologie de la plan\u00e8te Mars. Lanc\u00e9s en 2003, ils se sont tous les deux pos\u00e9s avec succ\u00e8s en 2004 sur la plan\u00e8te rouge. Pr\u00e9vus pour r\u00e9sister 90 jours sur le sol de Mars, les deux rovers se sont montr\u00e9s particuli\u00e8rement resistants : Spirit a surv\u00e9cu jusqu’en 2010 et Opportunity jusqu’en 2018.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Leur \u00ab cerveau \u00bb est \u2013 encore une fois \u2013 un processeur RAD6000 <\/strong>cadenc\u00e9 \u00e0 20 MHz et affichant donc une puissance de 22 MIPS<\/strong>. On trouve en outre 128 Mo de m\u00e9moire vive, 256 Mo de m\u00e9moire flash et une EEPROM de 3 Mo sur chacun des robots.<\/p>\n\n\n\n

(2005) Deep Impact : RAD750<\/h2>\n\n\n\n

Deep Impact est une sonde spatiale fabriqu\u00e9e par Ball Aerospace & Technologies Corp. Pour la NASA et destin\u00e9e \u00e0 \u00e9tudier la com\u00e8te Tempel 1, et plus particuli\u00e8rement sa composition interne (la sonde embarque pour cela un impacteur de 370 kg). H\u00e9las, le contact avec Deep Impact est perdu par l’agence spatiale en 2013, probablement \u00e0 cause d’un bug : un compteur incr\u00e9mental cod\u00e9 sur 32 bits a atteint le 11 ao\u00fbt 2013 \u00e0 0 h 38 min 49 s sa valeur maximale, entrainant une r\u00e9initialisation de l’ordinateur de bord et une perte de contr\u00f4le d’attitude. <\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

La sonde embarque deux ordinateurs redondants (Spacecraft Computing Unit \u2013 SCU) utilisant un processeur RAD750<\/strong>, une version durcie et r\u00e9sistante aux radiations du PowerPC 750 d\u2019IBM<\/strong>. Cadenc\u00e9s \u00e0 133 MHz, les processeurs poss\u00e8dent 10,4 millions de transistors chacun et peuvent supporter jusqu\u2019\u00e0 10 000 Gy. La puissance de calcul atteint 266 MIPS<\/strong> environ.<\/p>\n\n\n\n

(2006) New Horizons : Mongoose-V<\/h2>\n\n\n\n

New Horizons est une sonde spatiale destin\u00e9e \u00e0 \u00e9tudier Pluton et Charon. Elle est pass\u00e9e \u00e0 proximit\u00e9 (2,3 millions de km tout de m\u00eame) de Jupiter en 2007, puis a survol\u00e9 le syst\u00e8me plutonien en 2015. Elle explore actuellement la ceinture de Kuiper, survolant (486958) Arrokoth en 2019, avec une fin de mission programm\u00e9e pour 2025-2030.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Son ordinateur de bord fonctionne gr\u00e2ce \u00e0 un processeur 32-bit Mongoose-V<\/strong>, une version renforc\u00e9e contre les radiations du processeur MIPS R3000. Cadenc\u00e9 \u00e0 une fr\u00e9quence comprise entre 10 et 15 MHz, le Mongoose-V poss\u00e8de une CPU avec un pipeline \u00e0 cinq \u00e9tages, une FPU (MIPS R3010) avec un pipeline \u00e0 cinq \u00e9tages \u00e9galement, 32 registres g\u00e9n\u00e9raux, 2 Ko de cache \u00ab Datas \u00bb, 4 Ko de cache \u00ab Instruction \u00bb. Ce processeur est en outre fabriqu\u00e9 avec une technologie de type CMOS SOI.<\/p>\n\n\n\n

(2007) DAWN : RAD6000<\/h2>\n\n\n\n

DAWN est une sonde lanc\u00e9e en 2007 pour \u00e9tudier les deux ast\u00e9ro\u00efdes Vesta et C\u00e9r\u00e8s. Elle a d\u00e9but\u00e9 ses observations en 2011 en se pla\u00e7ant en orbite autour de Vesta puis de Ceres. Sa mission s’est achev\u00e9e en 2018.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Son ordinateur de bord utilise \u2013 une fois n\u2019est pas coutume \u2013 un processeur RAD6000, cadenc\u00e9 cette fois-ci \u00e0 33 MHz, pour une puissance atteignant 35 MIPS. Un ordinateur de secours est \u00e9galement pr\u00e9sent en cas de dysfonctionnement de l\u2019ordinateur principal.<\/p>\n\n\n\n

(2009) : LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) – RAD750<\/h2>\n\n\n\n

Lunar Reconnaissance Orbiter – LRO pour les intimes – est un orbiteur lanc\u00e9 en 2009 par la NASA, avec pour objectif l’\u00e9tude de la Lune, en particulier la d\u00e9tection de la pr\u00e9sence d’eau. Sa mission a \u00e9t\u00e9 plusieurs fois prolong\u00e9e, et la sonde est \u00e0 l’heure actuelle toujours en service, m\u00eame si le carburant commence \u00e0 s’\u00e9puiser.<\/p>\n\n\n

\n
\"Image<\/figure><\/div>\n\n\n

Cette sonde spatiale de presque 2 tonnes embarque un ordinateur de type SBC (Single Board Computer), avec \u00e0 son bord un processeur RAD750 cadenc\u00e9 \u00e0 132 MHz, 36 Mo de m\u00e9moire SRAM durcie contre les radiations et une EEPROM de 4 Mo. Les donn\u00e9es utiles sont de c\u00f4t\u00e9 stock\u00e9es dans une m\u00e9moire de masse de 400 Gb (soit 50 Go).<\/p>\n\n\n\n

(2011) Curiosity : RAD750<\/h2>\n\n\n\n

Comme la sonde Deep Impact, le rover Curiosity<\/a> \u2013 lanc\u00e9 en 2011 et qui est arriv\u00e9 sur Mars en 2012 \u2013 utilise un processeur BAE RAD750 pour son ordinateur de bord. Il est toujours actif \u00e0 la surface de la plan\u00e8te, la mission initiale de 2 ans ayant \u00e9t\u00e9 prolong\u00e9e ind\u00e9finiment par la NASA.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Version renforc\u00e9e contre les radiations du PowerPC 750 d\u2019IBM, le RAD750 <\/strong>est ici cadenc\u00e9 \u00e0 200 MHz et atteint donc une puissance de 400 MIPS<\/strong>. Dans le cas pr\u00e9sent, le processeur est accompagn\u00e9 par 256 Mo de m\u00e9moire vive, 2 Go de m\u00e9moire flash et une EEPROM de 256 Ko. Un ordinateur de secours identique est pr\u00e9sent en cas de dysfonctionnement du premier. Suite \u00e0 un probl\u00e8me identifi\u00e9 pendant la mission, les ing\u00e9nieurs en charge du rover ont d\u2019ailleurs bascul\u00e9 le rover de l\u2019ordinateur principal vers celui de secours en 2015.<\/p>\n\n\n\n

(2011) Juno : RAD750<\/h2>\n\n\n\n

Lanc\u00e9e en 2011, la sonde Juno est destin\u00e9e \u00e0 l\u2019\u00e9tude de la plan\u00e8te Jupiter autour de laquelle elle s’est mise en orbite en 2016. La mission est pr\u00e9vue pour durer jusqu’en 2025.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Juno utilise elle aussi un processeur RAD750 <\/strong>dans son ordinateur de bord. En plus de son traitement sp\u00e9cifique antiradiations, le processeur b\u00e9n\u00e9ficie \u00e9galement d\u2019un v\u00e9ritable bouclier antiradiations prot\u00e9geant l\u2019ensemble de l\u2019\u00e9lectronique de la sonde.<\/p>\n\n\n\n

(2014) : Hayabusa 2 – HIREC HR5000S (MIPS64)<\/h2>\n\n\n\n

La sonde japonaise Hayabusa 2 a permis d’\u00e9tudier l’ast\u00e9ro\u00efde Ryugu – choisi en raison de la possibilit\u00e9 qu’il contienne des mat\u00e9riaux organiques – en ramenant sur Terre gr\u00e2ce \u00e0 une petite capsule \u00e9jectable des \u00e9chantillons pr\u00e9lev\u00e9s en 2019 \u00e0 sa surface. Hayabusa 2 est depuis 2020 en mission \u00e9tendue, avec pour objectif l’\u00e9tude de l’ast\u00e9ro\u00efde 1998 KY26 en 2031.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

Le contr\u00f4le d’attitude et d’orbite est g\u00e9r\u00e9 par un processeur HIREC HR5000S, un CPU d’architecture MIPS 64-bit cadenc\u00e9 \u00e0 200 MHz mais ne consommant que 4 \u00e0 6 watts. Hayabusa 2 embarque \u00e9galement un petit atterrisseur, MASCOT, g\u00e9r\u00e9 par deux ordinateurs redondants bas\u00e9s sur un SoC Aeroflex GR712RC (architecture LEON3FT) cadenc\u00e9 \u00e0 40 MHz, pour une puissance minimale de 10 MFLOPS. La m\u00e9moire de stockage flash NAND propose une capacit\u00e9 utile de 860 Mo avec l’encodage Reed-Solomon utilis\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

(2016) : Schiaparelli \/ ExoMars EDM – LEON-FT (SPARC-V8)<\/h2>\n\n\n\n

Schiaparelli – ou ExoMars EDM – est le nom donn\u00e9 \u00e0 l\u2019atterrisseur associ\u00e9 \u00e0 l’orbiteur europ\u00e9en ExoMars Trace Gas Orbiter. Exp\u00e9rimental, il devait entre autres valider certaines techniques de rentr\u00e9e atmosph\u00e9riques et d\u2019atterrissage.<\/p>\n\n\n\n

\"Image<\/figure>\n\n\n\n

L\u2019atterrisseur s’est h\u00e9las \u00e9cras\u00e9 en raison d’une mauvaise interpr\u00e9tation de l’altitude de la sonde par l’ordinateur de bord, ou CTPU (Central Terminal & Power Unit). Au c\u0153ur de celui-ci, on trouve le Processor Module regroupant un processeur LEON-FT (un CPU VHDL 32-bits bas\u00e9 sur l’architecture SPARC-V8), la m\u00e9moire vive, et une m\u00e9moire PROM.<\/p>\n\n\n\n

Spaceborne : la NASA lance un super calculateur dans l\u2019espace<\/strong><\/p>\n\n\n\n

(2016) OSIRIS-REx (RAD750)<\/h2>\n\n\n\n

Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer<\/em>, ou OSIRIS-REx<\/strong> pour les intimes, est une mission spatiale destin\u00e9e \u00e0 \u00e9tudier l’ast\u00e9ro\u00efde B\u00e9nou, gr\u00e2ce \u00e0 une sonde lanc\u00e9e en 2016 par la NASA. Elle a recueilli des \u00e9chantillons de la surface de l’ast\u00e9ro\u00efde en 2020, avant leur retour pr\u00e9vu pour 2023.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9NASA – Domaine public<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

L’ordinateur de bord de la sonde affiche des caract\u00e9ristiques similaires aux sondes con\u00e7ues \u00e0 la m\u00eame \u00e9poque : on retrouve donc un processeur RAD750 <\/strong>durci capable de r\u00e9sister \u00e0 un rayonnement ionisant jusqu’\u00e0 10 MGy et \u00e0 des temp\u00e9ratures comprises entre -55\u00b0C et 125\u00b0C. Avec ses 10,4 millions de transistors cadenc\u00e9s \u00e0 200 MHz<\/strong>, il affiche une puissance de calcul de 400 MIPS<\/strong>, le tout pour une consommation de 10 watts<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

(2018) InSight (RAD750)<\/h2>\n\n\n\n

InSight<\/strong> est une sonde de la NASA destin\u00e9e \u00e0 l’\u00e9tude interne de Mars gr\u00e2ce \u00e0 un atterrisseur. Lanc\u00e9e en 2018, elle s’est pos\u00e9e la m\u00eame ann\u00e9e sur la plan\u00e8te rouge. La mission a \u00e9t\u00e9 prolong\u00e9e de deux ans en 2021, mais ses panneaux solaires compl\u00e8tement empoussi\u00e9r\u00e9s pourraient conduire \u00e0 la fin de la mission dans les mois qui viennent, par manque d’\u00e9nergie.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9NASA – Domaine public<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Encore une fois, c’est une plateforme (doubl\u00e9e pour la redondance) bas\u00e9e sur un processeur RAD750 <\/strong>qui est embarqu\u00e9e dans la sonde. Cadenc\u00e9 \u00e0 115,5 MHz, le CPU est accompagn\u00e9 de 64 Go m\u00e9moire flash pour le stockage des donn\u00e9es, le tout fonctionnant sous VxWorks.<\/p>\n\n\n\n

(2020) Perseverance (RAD750)<\/h2>\n\n\n\n

Le rover Perseverance<\/strong> et son petit h\u00e9licopt\u00e8re Ingenuity <\/strong>font partie de la mission Mars 2020 de la NASA qui, comme son nom l’indique, vise \u00e0 \u00e9tudier la surface de la plan\u00e8te Mars et \u00e0 collecter des \u00e9chantillons du sol. Ceux-ci doivent \u00eatre ramen\u00e9s sur Terre gr\u00e2ce \u00e0 une future mission. Lanc\u00e9e en 2020, la sonde embarquant l’astromobile a atteint son objectif en 2021 et est toujours en activit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9NASA – Domaine Public<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Deux ordinateurs identiques sont embarqu\u00e9s dans la sonde, mais un seul est en en fonctionnement \u00e0 un moment donn\u00e9, le second servant de plateforme de secours. La base est encore une fois un processeur RAD750<\/strong>, cadenc\u00e9 ici \u00e0 200 MHz. Il est accompagn\u00e9 par 256 Ko d’EEPROM, 256 Mo de m\u00e9moire vive et 2 Go de m\u00e9moire flash.<\/p>\n\n\n\n

(2021) James-Webb (RAD750)<\/h2>\n\n\n\n

Le James Webb Space Telescope<\/strong> (ou JWST<\/strong>) est un t\u00e9lescope spatial lanc\u00e9 fin 2021, con\u00e7u en partenariat par l’ESA, l’ASC (l’Agence Spatiale Canadienne) et la NASA. Il est arriv\u00e9 \u00e0 sa destination, le point de Lagrange L2 \u00e0 1,5 millions de km de la Terre, un mois plus tard. Les premi\u00e8res images exceptionnelles provenant du JWST ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9es en 2022.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9NASA – Domaine Public<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Le cerveau du t\u00e9lescope spatial repose sur un ordinateur embarqu\u00e9, le Command Telemetry Processor (CTP), situ\u00e9 dans le Command and Data Handling (C&DH) System aux c\u00f4t\u00e9s du Solid State Recorder (SSR) d\u00e9di\u00e9 au stockage des donn\u00e9es avec une capacit\u00e9 de 59 Go. Le processeur RAD750 <\/strong>cadenc\u00e9 \u00e0 118 MHz est accompagn\u00e9 de 4 Mo d’EEPROM et de 44 Mo de m\u00e9moire vive.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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