Espacio 4 de noviembre de 2026 5 MIN DE LECTURA
Por qué los ordenadores espaciales son tan antiguos
La radiación invierte bits y desgasta los chips. Dos soluciones: procesadores endurecidos y caros, o rápidos con redundancia y corrección de errores.
LA RESPUESTA CORTA
La radiación espacial invierte bits y desgasta los chips, así que los ordenadores de las naves se diseñan para esperar errores. Perseverance usa un procesador resistente a la radiación de más de 200 000 dólares por chip; Orion, procesadores comerciales con redundancia y corrección de errores. En el Voyager 2 se corrigió una vez un solo bit desde la Tierra.
En esta página
Dos formas en que una partícula puede romper un chip
El espacio está lleno de partículas que se mueven a gran velocidad, y la electrónica no está hecha para ellas. Los investigadores de NASA Ames describen dos vías de fallo. Un solo protón o ion pesado puede golpear un chip y provocar lo que los ingenieros llaman un efecto de evento único, un problema grave para el software de vuelo que puede acabar con una misión. O bien el chip simplemente se desgasta a medida que se acumula la radiación: la dosis acumulada.
Aquí importan dos tipos de eventos únicos. Un cambio de estado por evento único (single event upset) es un bit invertido transitorio: un 0 pasa a ser un 1, y el error desaparece cuando se reescribe la memoria. Un bloqueo por evento único (single event latchup) es potencialmente permanente, un bit atascado. Incluso en órbita terrestre baja estas perturbaciones son frecuentes.
Un bit invertido, arreglado desde el espacio
En 2010, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA atribuyó un cambio en el patrón de los datos científicos del Voyager 2 a un único bit de memoria que había pasado de 0 a 1 en el ordenador de datos de vuelo de la nave. Los ingenieros lo restablecieron con órdenes enviadas el 19 de mayo de 2010. Una señal tarda casi 13 horas en llegar hasta la nave. Los datos científicos se reanudaron el 23 de mayo.
La página del JPL identifica el bit invertido, pero no señala la causa. La explicación de la Sociedad Planetaria describe el mecanismo general: un rayo cósmico puede atravesar la protección de una nave y cambiar un bit.
Primera estrategia: endurecer el chip
La respuesta clásica es un procesador resistente a la radiación. El Perseverance, en Marte, funciona con un BAE Systems RAD750, un diseño con licencia rediseñado con lógica añadida para detectar y corregir la corrupción de memoria. New Scientist informó en 2021 de que tiene solo 10,4 millones de transistores y de que cada chip cuesta más de 200 000 dólares. Según la revista, los chips de uso terrestre se bloquearían con regularidad en Marte o fallarían de forma permanente. BAE afirma que el RAD750 vuela en unos cien satélites en órbita terrestre sin fallos, una afirmación del propio fabricante.
El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. financió la tecnología que hay detrás del RAD750, la FPGA Xilinx tolerante a la radiación y el ordenador de vuelo Honeywell que usa el Perseverance, y afirma que la NASA emplea electrónica resistente a la radiación porque es fiable, asequible y está disponible en el mercado. Un ordenador RAD750 que voló en el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA lleva 36 megabytes de memoria resistente a la radiación y 4 megabytes de memoria no volátil.
El artículo de NASA Ames explica el inconveniente de proteger únicamente con hardware: esos ordenadores de vuelo son lentos, caros y anticuados, y consumen más energía y añaden masa al lanzamiento. Ese es el motivo para abordar los errores mediante software.
Segunda estrategia: aceptar los errores y corregirlos
La nave Orion de la NASA, que voló en la misión Artemis II, adopta el enfoque contrario. Según la NASA, su aviónica es en su mayor parte software y tecnología de procesadores comerciales reforzada para soportar una radiación extrema. El software de vuelo está diseñado para seguir funcionando cuando la radiación o la pérdida de un enlace de comunicación lo afectan. Un ordenador de vuelo de reserva ejecuta un software desarrollado de forma independiente y toma el relevo si fallan todos los ordenadores principales. Como el software de reserva se escribe por separado, un único error de software no puede inutilizar ambos.
TechRadar, que resume un artículo de Communications of the ACM, describe un diseño con dos ordenadores de gestión del vehículo, cada uno con dos módulos de control de vuelo y un par de procesadores de comprobación en cada módulo, ocho en total. Un ordenador defectuoso debe fallar en silencio en lugar de enviar una respuesta errónea, y la memoria es triplemente redundante y corrige los errores de un solo bit en cada lectura, la contramedida habitual contra los cambios de bit. La propia página de la NASA confirma la redundancia y el ordenador de reserva, pero no la cifra de ocho; ese detalle se apoya en la fuente secundaria.
Por qué importa
Se usan ambos enfoques, y ninguno es la única vía correcta. Los chips endurecidos son lentos y caros, pero predecibles. La redundancia permite a una nave usar piezas modernas más rápidas, a costa de más complejidad.
Nuestra opinión: en el espacio, un error es un suceso esperado. La cuestión no es si un bit se invertirá, sino si la máquina lo detecta, lo corrige y sigue adelante.
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Fuentes
- Expecting the Unexpected - Radiation Hardened Software (Mehlitz & Penix) · NASA Ames Research Center via NTRS · Consultado el
- Engineers Diagnosing Voyager 2 Data System -- Update · NASA JPL · Consultado el
- Update on Voyager 2 status · The Planetary Society · Consultado el
- The Perseverance rover runs on processors used in iMacs in the 1990s · New Scientist · Consultado el
- AFRL Technology traveling to Mars · Air Force Research Laboratory · Consultado el
- RAD750 SpaceWire-enabled flight computer for Lunar Reconnaissance Orbiter · BAE Systems / NASA GSFC (SpaceWire Conference 2007) · Consultado el
- Avionics and Software · NASA · Consultado el
- NASA built a spacecraft computer that can lose three systems mid-flight and still ride through · TechRadar (summarizing CACM) · Consultado el
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