La nouvelle puce spatiale IA de la NASA pourrait transformer les missions d’espace lointain

Les humains sont curieux par nature, et cette même curiosité nous a conduits dans l’espace et au-delà. Chaque jour, l’humanité découvre quelque chose de nouveau et invente des technologies avancées, ce qui nous a permis d’explorer des régions lointaines de l’espace extra-atmosphérique.

Mais à mesure que les missions s’aventurent plus loin de la Terre vers la Lune, Mars, et encore plus loin et plus profondément dans le cosmos, des fusées plus grandes ou des missions plus longues ne suffisent plus. Ce dont nous avons besoin, c’est d’une technologie plus intelligente pour réduire la dépendance à une supervision humaine constante, qui devient de plus en plus impraticable.

Les vastes distances, les environnements extrêmes et les délais de communication poussent des agences comme la NASA à développer des systèmes autonomes capables de prendre des décisions en temps réel dans l’espace.

Au lieu d’avoir une sonde dans l’espace qui renvoie des données que des ingénieurs et scientifiques humains étudient puis donnent des instructions à la sonde, l’accent est désormais mis sur le fait que le vaisseau spatial effectue lui-même tout le travail.

Les avancées en intelligence artificielle (IA), en informatique résistante aux radiations, en analyses embarquées et en traitement en périphérie permettent désormais le développement de vaisseaux spatiaux capables de penser par eux-mêmes. Cette capacité est considérée comme cruciale pour la prochaine génération d’exploration spatiale.

Selon la NASA, des processus plus performants sont nécessaires pour les vaisseaux autonomes et pour soutenir les astronautes lors de leurs missions vers d’autres planètes.

Ceci est particulièrement important alors que le programme Artemis de l’agence se prépare à ramener des humains sur la Lune dans les prochaines années. Déjà, la mission Artemis II de la NASA a effectué un survol lunaire habité avec succès cette année.

“Artemis II est le début de quelque chose de plus grand qu’une seule mission. Elle marque notre retour sur la Lune, non pas seulement pour une visite, mais pour éventuellement rester sur notre base lunaire, et jette les bases des prochains grands bonds à venir.”

– Administrateur de la NASA, Jared Isaacman

Alors que l’agence s’efforce de prouver qu’elle peut non seulement atteindre la Lune mais aussi y soutenir des humains et, éventuellement, Mars, les exigences informatiques augmentent de manière significative.

Pour que les habitats habités détectent les défauts en temps réel, que les rovers naviguent de façon autonome sur le terrain, et que les atterrisseurs traitent d’énormes quantités de données de capteurs en peu de temps, nous avons besoin de processeurs plus puissants et plus performants que ceux actuellement en vol dans l’espace.

Et c’est exactement ce qui est en cours de construction. La nouvelle puce spatiale de nouvelle génération¹ de la NASA peut facilement tenir dans la paume de votre main et représente une percée en vitesse de calcul. Cette initiative High Performance Spaceflight Computing (HPSC) devrait permettre aux vaisseaux spatiaux de fonctionner beaucoup plus indépendamment dans l’espace lointain.

Initiative HSPC de la NASA pour redéfinir les futures missions spatiales

Depuis des décennies, la NASA fait progresser les processeurs informatiques à bord des vaisseaux spatiaux. Ces processeurs sont responsables de la coordination et de l’exécution des fonctions nécessaires au succès des missions.

L’informatique spatiale est apparue il y a plus d’un demi-siècle avec les pionnières ordinateurs de guidage Apollo (AGC), qui effectuaient les calculs de navigation, de pilotage et de contrôle lors des missions lunaires de l’agence.

Mais le fait est que, lorsqu’on s’éloigne du champ magnétique protecteur de la Terre, nous faisons face à un univers rempli de radiations, qui sont des énergies émises sous forme de rayons, d’ondes électromagnétiques et/ou de particules. Les radiations de l’espace sont différentes de ce que nous connaissons sur Terre. Elles sont composées de rayons cosmiques galactiques, de particules piégées dans le champ magnétique terrestre et de particules projetées dans l’espace lors des éruptions solaires.

Les radiations spatiales affectent négativement à la fois les équipages humains et les instruments mécaniques. En plus de causer des dommages à long terme aux composants électroniques, elles déclenchent également des erreurs qui perturbent le calcul, créant ainsi le besoin de processeurs résistants aux radiations, qui sont coûteux et lents à développer.

Bien que les processeurs résistants aux radiations aient permis de nombreuses grandes réalisations de la NASA, ceux actuellement en usage ont été développés il y a près de trois décennies et manquent de la performance requise pour les missions d’aujourd’hui, plus avancées, complexes et longues.

De plus, les missions au‑delà de l’orbite terrestre nécessitent des ressources informatiques embarquées car la communication avec la Terre introduit un délai. Cette latence de communication oblige les activités spatiales à être réalisées de façon autonome et en temps réel à bord, ce qui implique l’exécution d’une gamme de charges de travail informatiques, notamment l’IA et l’apprentissage automatique, l’autonomie avancée, le traitement d’images et de signaux, la détection et la classification d’objets, ainsi que la gestion des flux de données.

Pour rendre ces charges de travail possibles, nous avons besoin d’avancées dans la technologie informatique embarquée. Cela a conduit au développement d’une nouvelle solution: High‑Performance Spaceflight Computing (HPSC), un système sur puce de nouvelle génération qui est plus de 100 fois plus performant que les processeurs spatiaux actuels.

“En s’appuyant sur l’héritage des processeurs spatiaux précédents, ce nouveau système multicœur est tolérant aux pannes, flexible et extrêmement performant,” a déclaré Eugene Schwanbeck, responsable d’élément de programme au sein du programme Game Changing Development (GCD) de la Direction des missions technologiques spatiales de l’agence, au Langley Research Center en Virginie. “L’engagement de la NASA à faire progresser l’informatique spatiale est un triomphe d’accomplissement technique et de collaboration.”

Au cœur de l’initiative se trouve un processeur résistant aux radiations conçu pour les missions d’espace lointain et de longue durée vers la Lune, Mars et au-delà.

Il peut fonctionner dans les conditions difficiles de l’espace et accomplir des tâches de façon indépendante en temps réel. Il est également personnalisé pour le secteur aérospatial, offrant une tolérance aux pannes et une cybersécurité pour les satellites en orbite terrestre basse (LEO).

Le nouveau système combine le calcul et le réseau en un seul dispositif, réduisant à la fois les coûts et la consommation d’énergie.

Il utilise un Ethernet avancé pour regrouper plusieurs puces ou connecter plusieurs capteurs, permettant à HPSC de traiter d’énormes quantités de données à bord et de prendre des décisions en temps réel de façon autonome, comme filtrer des images ou piloter des rovers à grande vitesse. Parallèlement, son architecture évolutive permet d’optimiser l’efficacité énergétique des opérations critiques en désactivant les fonctions inutilisées.

Par ailleurs, la sécurité et la fiabilité des opérations complexes sont assurées par un contrôleur de sécurité intégré et une surveillance continue de l’état du système.

La technologie HPSC est le fruit d’un effort conjoint entre partenaires académiques et industriels. Le projet est géré par le programme GCD, qui, avec le Jet Propulsion Laboratory (JPL), dirige l’initiative en développant les exigences de mission, en finançant les études et en gérant le cycle de vie du projet jusqu’à la livraison.

Pour le projet, le JPL de la NASA a sélectionné Microchip (MCHP ) comme partenaire commercial en 2022, l’entreprise finançant sa propre recherche et développement du processeur.

« Ce processeur de vol spatial de pointe aura un impact considérable sur nos futures missions spatiales et même sur les technologies ici sur Terre », a déclaré Niki Werkheiser, directrice de la maturation technologique au sein de la Direction des missions technologiques spatiales à l’époque. « Cet effort amplifie les capacités existantes des vaisseaux spatiaux et en crée de nouvelles et pourrait finalement être utilisé par pratiquement toutes les futures missions spatiales, toutes bénéficiant d’une informatique de vol plus performante. »

En 2024, le projet a passé la Critical Design Review (CDR). L’année dernière, le design final a été envoyé en fabrication, et le premier processeur HPSC a été fabriqué avec succès.

La nouvelle puce spatiale de la NASA entre en phase de test réel

HSPC, le cerveau du vaisseau spatial, a officiellement été testé cette année, et les premiers résultats montrent des performances remarquables.

La puce informatique spatiale est conçue pour être suffisamment petite pour tenir dans la paume de votre main tout en augmentant considérablement l’intelligence et la performance des futurs vaisseaux spatiaux. Le nouveau processeur résistant aux radiations est conçu pour fournir jusqu’à 100 fois la puissance de calcul des ordinateurs de vol spatiaux existants.

Des ingénieurs du JPL effectuent une variété de tests simulant l’environnement hostile de l’espace.

“Nous soumettons ces nouvelles puces à des épreuves rigoureuses en effectuant des tests de radiation, de thermique et de choc tout en évaluant leurs performances à travers une campagne de tests fonctionnels rigoureuse.”

– Jim Butler, chef de projet HPSC au JPL

Pour être éligible au vol spatial, le processeur doit résister aux vibrations de lancement, aux variations de température extrêmes, au vide de l’espace et aux radiations électromagnétiques intenses pouvant endommager les composants électroniques.

Les particules subatomiques qui voyagent à des vitesses proches de celle de la lumière et sont générées par le Soleil et l’espace profond peuvent également provoquer des erreurs obligeant le vaisseau à mettre temporairement hors service les opérations non essentielles. Le système ne sort pas du mode sécurité tant que le problème n’est pas résolu par les ingénieurs au sol.

De plus, la NASA teste la façon dont le processeur gère les défis des atterrissages planétaires, tels que les terrains de surface dangereux et les densités atmosphériques extrêmes ou l’absence d’atmosphère.

« Pour simuler les performances réelles, nous utilisons des scénarios d’atterrissage haute fidélité provenant de vraies missions de la NASA qui nécessiteraient normalement du matériel gourmand en énergie pour traiter d’énormes volumes de données de capteurs d’atterrissage », a déclaré Butler. « C’est une période passionnante pour nous de travailler sur du matériel qui permettra les prochains grands bonds de la NASA. »

L’agence a commencé à tester la puce au JPL en février de cette année, le premier courriel ayant pour objet « Hello Universe », un clin d’œil à l’histoire de la programmation informatique. Avec cette petite phrase, l’équipe a obtenu la confirmation que la technologie fonctionne.

L’essai devrait durer plusieurs mois, mais les premiers résultats ont été très positifs.

Pour commencer, le processeur, selon la NASA, fonctionne comme prévu. De plus, ses performances ont été environ 500 fois supérieures à celles des puces actuellement utilisées.

Le dispositif est un système sur puce (SoC), un circuit intégré qui combine tous les composants essentiels d’un ordinateur en une seule unité compacte. Le processeur comprend de la mémoire, des unités centrales de traitement (CPU), des interfaces d’entrée/sortie et des systèmes de réseau avancés. Parce qu’ils sont compacts, économes en énergie et rentables à grande échelle, les SoC sont largement utilisés dans les smartphones, les systèmes automobiles et l’IoT.

Mais la version développée par la NASA est conçue pour durer des années dans l’espace lointain. Le système doit parcourir des millions, voire des milliards de miles depuis la Terre et survivre sans aucune maintenance ni réparation.

Développées conjointement par le JPL et Microchip Technology, les puces ont déjà été partagées avec des partenaires d’accès anticipé de la défense et de l’aérospatiale commerciale.

Cependant, elles n’ont pas encore été certifiées pour l’espace, et une fois autorisées, la NASA intégrera le processeur dans une large gamme de missions, y compris les rovers planétaires, les satellites en orbite terrestre et les sondes interstellaires.

On s’attend à ce que la puce joue un rôle clé dans l’avenir des vaisseaux autonomes. Avec l’IA à bord, le vaisseau pourrait répondre à des situations inattendues en temps réel, éliminant ainsi le besoin d’un contrôle humain, qui devient impraticable à de telles distances créant des délais de communication.

La technologie aiderait également à rendre le traitement, le stockage et la transmission d’énormes quantités de données scientifiques plus efficaces. Elle pourrait éventuellement soutenir les missions habitées vers la Lune et Mars, selon la NASA.

De plus, la technologie présente des avantages sur Terre également, contrairement aux puces traditionnelles spécifiques à l’espace, Microchip prévoyant d’adapter la puce aux appareils électroniques grand public, à la fabrication automobile, au secteur aéronautique et à d’autres industries. Ses applications potentielles comprennent les équipements médicaux, les réseaux énergétiques, l’IA, les drones, la transmission de données et les services de communication.

Cette adaptation de conception pour les industries terrestres suggère que la puce résistante aux radiations pourrait avoir une vie commerciale bien au‑delà des missions qui ont motivé sa création.

L’utilisation d’une base technologique commune sur Terre et dans l’espace, selon l’agence, permettra à HPSC de renforcer les capacités industrielles nationales tout en réduisant les coûts et les risques pour les utilisateurs gouvernementaux et commerciaux.

Investir dans la technologie de l’espace lointain : Microchip Technology (MCHP)

Microchip Technology Inc., basée en Arizona, se distingue dans le domaine en tant que partenaire commercial de la NASA dans le développement du processeur HPSC, actuellement en phase de test.

La plateforme de processeur informatique qualifiée pour l’espace de nouvelle génération, Babak Samimi, vice‑président d’entreprise pour l’unité commerciale Communications, a déclaré à l’époque : « offrira une mise en réseau Ethernet complète, un traitement avancé d’intelligence artificielle/apprentissage automatique et un support de connectivité tout en offrant un gain de performance sans précédent, une tolérance aux pannes et une architecture de sécurité à faible consommation d’énergie. »

L’entreprise possède une forte présence dans l’électronique de grade aérospatial et les systèmes embarqués, ce qui la place stratégiquement sur le marché croissant de l’informatique spatiale. De plus, elle peut facilement adapter ces technologies à des industries plus larges comme les systèmes automobiles, la robotique et l’IA industrielle.

Microchip Technology est un fournisseur de solutions de contrôle embarquées intelligentes, connectées et sécurisées, servant des clients dans les secteurs grand public, informatique, communications, automobile, aérospatial et défense, ainsi que l’industrie.

Avec une capitalisation boursière de 50 milliards de dollars, les actions de Microchip Technology Incorporated (Nasdaq: MCHP) se négocient à 92,70 $, en hausse de 46,20 % depuis le début de l’année et de 53,22 % au cours de l’année écoulée. Elle affiche un BPA (TTM) de 0,21 et un PER (TTM) de 437,21. Le rendement du dividende versé est de 1,97 %.

Les revenus en reprise de l’entreprise offrent également une perspective positive pour Microchip. Pour le trimestre se terminant le 31 mars 2026, la société a déclaré une hausse de 35,1 % d’une année sur l’autre de ses ventes nettes à 1,311 milliard de dollars, en hausse de 10,6 % séquentiellement et supérieure aux prévisions (1,260 milliard de dollars) fournies par Microchip.

Ces résultats, a déclaré le PDG et président Steve Sanghi, « ont largement dépassé nos attentes ». La leçon clé du dernier cycle, a-t-il souligné, était l’importance d’une gestion disciplinée des stocks et du fonds de roulement, et c’est ainsi qu’ils gèrent l’entreprise.

Sur une base GAAP, le principal fournisseur de semi‑conducteurs a déclaré un bénéfice brut de 61 %, un revenu d’exploitation de 217,4 millions de dollars, un bénéfice net de 116,4 millions de dollars et un BPA de 0,21 $ par action diluée. Sur une base Non‑GAAP, son bénéfice brut était de 61,6 %, son revenu d’exploitation de 400,9 millions de dollars, son bénéfice net de 327,3 millions de dollars et son BPA de 0,57 $ par action diluée.

« Nous constatons un fort engagement des clients et une activité de conception croissante dans les centres de données et les applications IA, stimulés par l’étendue et la performance de notre portefeuille de connectivité haute vitesse et de calcul. »

– Rich Simoncic, directeur des opérations de Microchip

Pour l’exercice 2026, les ventes nettes de Microchip s’élevaient à 4,713 milliards de dollars, en hausse de 7,1 % par rapport à l’année précédente, tandis que 984 millions de dollars ont été redistribués aux actionnaires sous forme de dividendes. L’entreprise a déclaré un bénéfice brut de 57,7 % sur une base GAAP et de 58,5 % sur une base non‑GAAP pour l’ensemble de l’année, tandis que son BPA était de 0,22 $ et de 1,64 $ par action diluée, respectivement.

« Nous avons terminé l’exercice avec un fort élan, représentant un progrès significatif par rapport aux conditions difficiles que nous traversions il y a quelques trimestres », a déclaré Sanghi. « À mesure que les conditions de demande se sont améliorées et que les stocks des clients se sont normalisés, nous constatons un élan croissant sur nos gammes de produits, une amélioration des réservations et des tendances de vente, une forte activité d’accélération, et un effet de levier opérationnel significatif, reflétant une exécution disciplinée de notre plan de relance en neuf points. »

Alors que l’entreprise entre dans des trimestres « plus forts saisonnièrement », elle prévoit que les ventes nettes pour le trimestre de juin se situeront entre 1,442 milliard de dollars et 1,469 milliard de dollars.

Derniers développements de Microchip Technology (MCHP)

Conclusion

Avec son initiative de processeur spatial de nouvelle génération, les ingénieurs du JPL ont fait un grand pas vers des puces miniatures qui feront progresser l’exploration de l’espace lointain. Le vaisseau spatial n’est plus simplement un instrument passif qui attend des instructions, mais plutôt un participant actif et intelligent capable d’observation, de jugement et de réponse.

Alors que les ambitions de la NASA croissent, avec des plans pour une présence lunaire soutenue, des missions habitées vers Mars et des plateformes scientifiques en espace lointain s’aventurant vers les confins du système solaire, l’architecture informatique au cœur de chaque vaisseau devient le facteur décisif de ce qui est possible.

Avec un processeur qui offre 500 fois la capacité de ses prédécesseurs, l’agence vise non seulement à rendre les missions existantes plus rapides, mais aussi à rendre entièrement nouvelles les missions possibles.

Bien qu’il reste encore des contraintes à surmonter et que la certification complète du vol spatial prendra du temps, l’agence et Microchip ont bien commencé, indiquant un avenir où les vaisseaux spatiaux fonctionneront avec une indépendance sans précédent, à des millions de miles de la Terre.

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Références

^{1. Jet Propulsion Laboratory. (2026, May 12). Hello universe: le processeur spatial de nouvelle génération de la NASA subit des tests. NASA. https://www.jpl.nasa.gov/news/hello-universe-nasas-next-gen-space-processor-undergoes-testing/}