הצ’יפ החלל החדש של נאס”א עם בינה מלאכותית יכול לשנות משימות במרחב העמוק

בני האדם סקרנים מטבעם, והסקרנות הזו הובילה אותנו לחלל ומעבר לו. כל יום, האנושות מגלה משהו חדש וממציאה טכנולוגיה מתקדמת, שאפשרה לנו לחקור אזורים מרוחקים בחלל החיצון.

אך כאשר משימות מתרחקות יותר מכדור הארץ לעבר הירח, מאדים, ואף למרחקים עמוקים יותר במרחב, רקטות גדולות יותר או משימות ארוכות יותר אינן מספיקות. מה שאנחנו צריכים הוא טכנולוגיה חכמה יותר שתפחית את התלות בפיקוח אנושי מתמשך, שהופך לבלתי מעשי יותר ויותר.

מרחקים עצומים, תנאים קיצוניים ועיכובי תקשורת דוחפים סוכנויות כמו נאס”א לפתח מערכות אוטונומיות המסוגלות לקבל החלטות בזמן אמת בחלל.

במקום שמחקר בחלל ישלח נתונים חזרה למהנדסים ולמדענים האנושיים לנתח ואז לספק הנחיות למכשיר, המיקוד כעת הוא שהחללית עצמה תבצע את כל העבודה.

התקדמות בבינה מלאכותית (AI), מחשוב מחוזק בקרינה, אנליטיקה על‑לוח ועיבוד קצה מאפשרים כיום פיתוח חלליות שיכולות לחשוב בעצמן. יכולת כזו נחשבת קריטית לדור הבא של חקר החלל.

לפי נאס”א, תהליכים מתקדמים יותר נדרשים לחלליות אוטונומיות ולתמיכה באסטרונאוטים במהלך משימותיהם לכוכבי לכת אחרים.

זה חשוב במיוחד כאשר תוכנית ארטמיס של הסוכנות מתכוננת להחזיר בני אדם לירח בשנים הקרובות. כבר, משימת ארטמיס II של נאס”א ביצעה מעבר לונאר מאויש מוצלח השנה.

“ארטמיס II הוא תחילת משהו גדול יותר מכל משימה בודדת. הוא מסמן את חזרתנו לירח, לא רק לביקור, אלא לבסוף לשהות בבסיס הירח שלנו, ומניח את היסוד לקפיצות הענק הבאות.”

– מנהל נאס”א, ג’ארד איסקמן

כאשר הסוכנות מתקדמת להוכיח שהיא יכולה לא רק להגיע לירח אלא גם לתמוך באנשים שם ובסופו של דבר במאדים, דרישות המחשוב גדלות באופן משמעותי.

כדי שמאחזים מאוישים יוכלו לאתר תקלות בזמן אמת, רכבי חקר ינווטו שטח באופן אוטונומי, ומפגעים יעבדו כמויות עצומות של נתוני חיישנים בזמן קצר, אנו זקוקים למעבדים חזקים ויכולים יותר מאלו שכיום טסים בחלל.

וזה בדיוק מה שנבנה. הצ’יפ החללי החדש של נאס”א לדור הבא¹ יכול להתאים בקלות לכף ידך ומספק פריצת דרך במהירות החישוב. יוזמת מחשוב טיסות חלל בעל ביצועים גבוהים (HPSC) צפויה לאפשר לחלליות לפעול באופן עצמאי הרבה יותר במרחב העמוק.

יוזמת HSPC של נאס”א לשינוי הגישה למשימות חלל עתידיות

במשך עשרות שנים, נאס”א מתקדמת במעבדי מחשב על גבי חלליות. מעבדים אלה אחראים לתיאום וביצוע הפונקציות הדרושות לתמיכה בהצלחת המשימה.

מחשוב חלל הופיע לראשונה לפני יותר מחצי מאה עם מחשבי ההכוונה של אפולו (AGC), שביצעו חישובי ניווט, שליטה ובקרה במהלך משימות הירח של הסוכנות.

אבל האמת היא שכאשר אנו נעים מחוץ לשדה המגנטי המגן של כדור הארץ, אנו מתמודדים עם יקום מלא קרינה, שהיא אנרגיה הנפלטת כקרניים, גלים אלקטרומגנטיים ו/או חלקיקים. קרינת החלל שונה מזו שאנו חווים על פני כדור הארץ. היא מורכבת מקרני קוסמוס גלקטיים, חלקיקים לכודים בשדה המגנטי של כדור הארץ, וחלקיקים שנשלחים לחלל במהלך התפרצויות שמש.

קרינת החלל משפיעה שלילית על צוותי האנשים וגם על כלי המכשור המכניים. בנוסף לגרימת נזק ארוך טווח לרכיבי אלקטרוניקה, היא גם גורמת לטעויות שמפריעות למחשוב, מה שיוצר צורך במעבדים מחוזקים בקרינה, שהם יקרים ואיטיים לפיתוח.

בעוד שמעבדים מחוזקים בקרינה אפשרו רבים מההישגים הגדולים של נאס”א, אלה שבשימוש כיום פותחו לפני כמעט שלושה עשורים וחסרים את הביצועים הנדרשים למשימות המורכבות, המתקדמות והארוכות יותר של היום.

בנוסף, משימות מעבר למסלול כדור הארץ דורשות משאבי מחשוב על‑לוח מכיוון שהתקשורת עם כדור הארץ יוצרת עיכוב בזמן. עיכוב זה מחייב שהפעילויות בחלל יתבצעו באופן אוטונומי ובזמן אמת על הלוח, מה שמצריך הרצת מגוון עומסי עבודה חישוביים, כולל AI ולמידת מכונה, אוטונומיה מתקדמת, עיבוד תמונה ואות, זיהוי וסיווג עצמים, וניהול זרימת נתונים.

כדי לאפשר עומסי עבודה אלה, אנו זקוקים להתקדמות בטכנולוגיית המחשוב על‑לוח. זה הוביל לפיתוח פתרון חדש: מחשוב טיסות חלל בעל ביצועים גבוהים (HPSC), מערכת על‑שבב (SoC) מהדור הבא שהיא יותר מ‑100 פעמים יותר חזקה ממעבדי החלל הקיימים.

“בהתבסס על המורשת של מעבדי החלל הקודמים, מערכת מרובת הליבות החדשה הזו עמידה בתקלות, גמישה ובעלת ביצועים גבוהים במיוחד,” אמר יוג’ין שוואנבק, מנהל אלמנט בתוכנית Game Changing Development (GCD) במרכז המחקר לנשק בחלל של נאס”א ב‑Virginia. “המחויבות של נאס”א לקידום מחשוב טיסות חלל היא ניצחון של הישג טכני ושיתוף פעולה.”

במרכז היוזמה נמצא מעבד מחוזק בקרינה שנבנה למרחב העמוק ולמשימות ארוכות טווח לירח, מאדים ומעבר לכך.

הוא יכול לפעול בתנאים הקשים של החלל ולבצע משימות באופן עצמאי בזמן אמת. הוא מותאם גם למגזר האווירונאוטיקה, מספק עמידות בתקלות ואבטחת סייבר ללוויינים במסלול קרוב (LEO).

המערכת החדשה משלב מחשוב ורשת במכשיר יחיד, מה שמפחית הן את העלות והן את צריכת החשמל.

המערכת משתמשת ב‑Ethernet מתקדמת כדי לקבץ מספר שבבים או לחבר כמה חיישנים, מה שמאפשר ל‑HPSC לעבד כמויות עצומות של נתונים על‑לוח ולקבל החלטות בזמן אמת באופן אוטונומי, כגון סינון תמונות או שליטה ברוברים במהירות גבוהה. במקביל, הארכיטקטורה הניתנת להרחבה מאפשרת אופטימיזציה של יעילות האנרגיה עבור פעולות קריטיות על‑ידי כיבוי פונקציות שאינן בשימוש.

במקביל, הבטיחות והאמינות של הפעולות המורכבות מובטחות על‑ידי בקרת אבטחה משולבת וניטור מתמשך של בריאות המערכת.

טכנולוגיית HPSC היא מאמץ משותף של שותפים אקדמיים ותעשייתיים. הפרויקט מנוהל על‑ידי תוכנית GCD, שביחד עם מעבדת הקידום של החלל (JPL), מובילים את היוזמה על‑ידי פיתוח דרישות משימה, מימון מחקרים וניהול מחזור החיים של הפרויקט עד למסירה.

לפרויקט, JPL של נאס”א בחרה ב‑Microchip (MCHP ) כשותפה המסחרית שלה בשנת 2022, כאשר החברה מממנת את המחקר והפיתוח של המעבד.

“מעבד החלל המתקדם הזה יהיה בעל השפעה עצומה על משימות החלל העתידיות שלנו ואף על הטכנולוגיות כאן על פני כדור הארץ,” אמרה ניקי וורקייזר, מנהלת הבשלת הטכנולוגיה במנהל משימות טכנולוגיית החלל באותה תקופה. “מאמץ זה יגדיל את יכולות החלליות הקיימות ויאפשר חדשות, ויכול בסופו של דבר לשמש כמעט כל משימת חלל עתידית, כאשר כולן ייהנו ממחשוב טיסה חזק יותר.”

ב‑2024, הפרויקט עבר את סקירת העיצוב הקריטית (CDR). בשנה שעברה, העיצוב הסופי נשלח לייצור, והמעבד הראשון של HPSC יוצר בהצלחה.

הצ’יפ החללי החדש של נאס”א מדור הבא נכנס לבדיקות בעולם האמיתי

HSPC, המוח של החללית, עבר כעת באופן רשמי בדיקות השנה, ותוצאות מוקדמות מראות ביצועים מרשימים.

צ’יפ המחשב החללי מתוכנן להיות קטן מספיק כדי להתאים לכף ידך תוך כדי הגדלת האינטליגנציה והביצועים של חלליות עתידיות באופן משמעותי. המעבד המחוזק בקרינה החדש נבנה לספק עד 100 פעמים יותר כוח חישובי ממחשבי טיסות החלל הקיימים.

מהנדסים ב‑JPL מבצעים מגוון בדיקות המדמות את תנאי הסביבה הקשים של החלל.

“אנו מציבים את הצ’יפים החדשים הללו במבחן קפדני על‑ידי ביצוע בדיקות קרינה, חום ורטט, ובו‑זמן מעריכים את ביצועיהם במסגרת קמפיין בדיקות פונקציונליות קפדני.”

– ג’ים באטלר, מנהל פרויקט HPSC ב‑JPL

כדי להיות כשיר לטיסת חלל, המעבד חייב לעמוד ברעידות השיגור, תנודות טמפרטורה קיצוניות, ריק החלל, וקרינה אלקטרומגנטית אינטנסיבית שיכולה לפגוע באלקטרוניקה.

חלקיקים תת‑אטומיים הנעים במהירויות קרובות למהירות האור ונוצרים על‑ידי השמש והחלל העמוק יכולים גם לגרום לטעויות שמאלצות את החללית לכבות זמנית פעולות שאינן חיוניות. המערכת אינה יוצאת ממצב בטוח עד שהבעיה נפתרת על‑ידי מהנדסי הקרקע.

בנוסף, נאס”א בודקת כיצד המעבד מתמודד עם האתגרים של נחיתות כוכבי לכת, כגון שטח פני השטח המסוכן ותנאי אווירה קיצוניים או חוסר צפיפות.

“כדי לדמות ביצועים בעולם האמיתי, אנו משתמשים בתרחישי נחיתה באמינות גבוהה ממשימות נאס”א אמיתיות, שבדרך כלל דורשים חומרה בעלת צריכת חשמל גבוהה לעיבוד כמויות עצומות של נתוני חיישני נחיתה,” אמר באטלר. “זהו זמן מרגש עבורנו לעבוד על חומרה שתאפשר את הקפיצות הגדולות הבאות של נאס”א.”

הסוכנות החלה בבדיקת הצ’יפ ב‑JPL בפברואר השנה, כאשר האימייל הראשון נשא את שורת הנושא “Hello Universe”, רמז להיסטוריית תכנות המחשבים. עם המשפט הקטן הזה, הצוות קיבל אישור שהטכנולוגיה עובדת.

הניסיון צפוי להימשך כמה חודשים, אך תוצאות מוקדמות היו חיוביות מאוד.

להתחלה, המעבד, על פי נאס”א, פועל כפי שנועד. יתר על כן, ביצועיו היו כ‑500 פעמים גבוהים יותר מאלו של הצ’יפים שבשימוש כיום.

המכשיר הוא מערכת על‑שבב (SoC), מעגל משולב המשלב את כל הרכיבים החיוניים של מחשב ביחידה קומפקטית אחת. המעבד כולל זיכרון, יחידות עיבוד מרכזיות (CPU), ממשקי קלט/פלט, ומערכות רשת מתקדמות. מכיוון שהם קומפקטיים, חסכוניים באנרגיה ובעלי עלות‑תועלת בקנה מידה, SoC משמשים נרחב בסמארטפונים, במערכות רכב וב‑IoT.

אך הגרסה שפותחה על‑ידי נאס”א נועדה להחזיק מעמד במשך שנים במרחב העמוק. המערכת חייבת לנסוע למיליונים, ואפילו מיליארדי קילומטרים מכדור הארץ ולשרוד ללא תחזוקה או תיקונים.

שפותחו במשותף על‑ידי JPL ו‑Microchip Technology, הצ’יפים כבר חולקו לשותפים בגישה מוקדמת בתחום הביטחון והחלל המסחרי.

עדיין לא אושר לשימוש בחלל, אך ברגע שיאושר, נאס”א תשלב את המעבד במגוון רחב של משימות, כולל רוברים כוכביים, לווייני מסלול כדור הארץ, ומט sondes במרחב העמוק.

הצ’יפ צפוי למלא תפקיד מרכזי בעתיד של חלליות אוטונומיות. עם AI על‑לוח, החללית תוכל להגיב למצבים בלתי צפויים בזמן אמת, ובכך לבטל את הצורך בשליטה אנושית, שהופכת לבלתי מעשית במרחקים העצומים היוצרים עיכובי תקשורת.

הטכנולוגיה תסייע גם להפוך את העיבוד, האחסון וההעברה של כמויות עצומות של נתונים מדעיים ליעילים יותר. היא עשויה לבסוף לתמוך גם במשימות מאוישות לירח ולמאדים, על פי נאס”א.

בנוסף, לטכנולוגיה יש יתרונות גם על פני כדור הארץ, בניגוד לצ’יפים המסורתיים המיועדים לחלל בלבד, כאשר Microchip מתכננת להתאים את הצ’יפ לצריכת אלקטרוניקה, ייצור רכב, תעשיית התעופה ותעשיות אחרות. יישומים פוטנציאליים כוללים ציוד רפואי, רשתות אנרגיה, AI, רחפנים, העברת נתונים ושירותי תקשורת.

התאמת העיצוב לתעשיות קרקעיות מרמזת שהצ’יפ המחוזק בקרינה עשוי לקבל חיים מסחריים הרבה מעבר למשימות שהניעו את יצירתו.

השימוש בבסיס טכנולוגי משותף על פני כדור הארץ ובחלל, על פי הסוכנות, יאפשר ל‑HPSC לחזק את יכולות התעשייה המקומית תוך הפחתת עלויות וסיכונים למשתמשים ממשלתיים ומסחריים.

השקעה בטכנולוגיית המרחב העמוק: Microchip Technology (MCHP)

חברת Microchip Technology Inc. מבוססת באריזונה מתבלטת בתחום כשותפה המסחרית של נאס”א בפיתוח מעבד HPSC, שנמצא כעת בבדיקה.

הפלטפורמה של המעבד המחשב המיועד למרחב החללי מהדור הבא, ציין בבק סאמימי, סגן נשיא תאגידי ליחידת העסקים של תקשורת, “תספק רשת Ethernet מקיפה, עיבוד בינה מלאכותית/למידת מכונה מתקדמת ותמיכה בחיבוריות, תוך הצעת רווח ביצועים חסר תקדים, עמידות בתקלות, וארכיטקטורת אבטחה בצריכת חשמל נמוכה.”

החברה מתגאה בנוכחות חזקה באלקטרוניקה ברמת חלל ובמערכות משובצות, מה שממקם אותה אסטרטגית לשוק המחשוב החללי המתפתח. בנוסף, היא יכולה בקלות להתאים טכנולוגיות אלו לתעשיות רחבות יותר כגון מערכות רכב, רובוטיקה, ו‑AI תעשייתי.

Microchip Technology היא ספקית פתרונות שליטה משובצת חכמה, מחוברת ובטוחה, המשרתת לקוחות במגזרי הצרכנות, מחשוב, תקשורת, רכב, תעופה והגנה, ותעשייה.

עם שווי שוק של 50 מיליארד דולר, מניות Microchip Technology Incorporated (Nasdaq: MCHP) נסחרות במחיר של 92.70 דולר, עליה של 46.20% משנת תחילת השנה ו‑53.22% בשנת השנה החולפת. הרווח למניה (TTM) הוא 0.21 וה‑P/E (TTM) הוא 437.21. תשואת הדיבידנד המשולמת היא 1.97%.

הכנסות החברה המתאוששות מצביעות גם הן על תחזית חיובית ל‑Microchip. עבור הרבעון שהסתיים ב‑31 במרץ 2026, החברה דיווחה על עלייה של 35.1% ברווח הנקי למכירות שהגיעו ל‑1.311 מיליארד דולר, עליה של 10.6% ברצף וגבוהה מההנחיה (1.260 מיליארד דולר) שסיפקה Microchip.

תוצאות אלו, אמר מנכ”ל החברה ויו”ר סטיב סאנגי, “עלו משמעותית על הציפיות שלנו.” השיעור המרכזי מהמחזור הקודם, ציין, היה החשיבות של ניהול מלאי והון חוזר משולב, וכך הם מנהלים את העסק.

על בסיס GAAP, ספק השבבים המוביל דיווח רווח גולמי של 61%, רווח תפעולי של 217.4 מיליון דולר, רווח נקי של 116.4 מיליון דולר, ו‑EPS של 0.21 דולר למניה מדוללת. על בסיס Non‑GAAP, הרווח הגולמי היה 61.6%, הרווח התפעולי 400.9 מיליון דולר, הרווח הנקי 327.3 מיליון דולר, ו‑EPS היה 0.57 דולר למניה מדוללת.

“אנו רואים מעורבות חזקה של לקוחות והרחבת פעילות העיצוב במרכזי נתונים ויישומי AI, מונעת על‑ידי הרוחב והביצועים של פורטפוליו הקישוריות והחישוב במהירות גבוהה שלנו.”

– ריץ’ סימונצ’יק, סמנכ״ל התפעול של Microchip

בשנת הכספים 2026, המכירות נטו של Microchip הגיעו ל‑4.713 מיליארד דולר, עלייה של 7.1% לעומת השנה הקודמת, בעוד 984 מיליון דולר הוחזרו לבעלי המניות באמצעות דיבידנדים. החברה דיווחה על רווח גולמי של 57.7% על בסיס GAAP ו‑58.5% על בסיס Non‑GAAP לכל השנה, בעוד שה‑EPS היה 0.22 דולר ו‑EPS של 1.64 דולר למניה מדוללת, בהתאמה.

“סיימנו את שנת הכספים עם תנופה חזקה, המייצגת התקדמות משמעותית מהתנאים המאתגרים שבהם היינו רק כמה רבעונים לפני,” אמר סאנגי. “כאשר תנאי הביקוש השתפרו ומלאי הלקוחות חזר לנורמה, אנו רואים תנופה גוברת בקווי המוצרים שלנו, שיפור במגמות ההזמנות והמכירות, פעילות מואצת חזקה, והגברת המינוף התפעולי, המשקפת ביצוע משולב בהתאם לתוכנית ההתאוששות בת תשעה נקודות שלנו.”

כאשר החברה עוברת לרבעונים “חזקים עונתית”, היא מצפה שמכירות נטו לרבעון יוני יהיו בטווח של 1.442 מיליארד דולר עד 1.469 מיליארד דולר.

התפתחויות אחרונות של Microchip Technology (MCHP)

סיכום

עם יוזמת המעבד החללי מדור הבא, מהנדסים ב‑JPL עשו קפיצה ענקית לעבר שבבים מזעריים שיקדמו את חקר המרחב העמוק. החללית איננה עוד כלי פסיבי שממתין להוראות, אלא משתתפת פעילה ואינטליגנטית המסוגלת לתצפית, שיפוט ותגובה.

ככל שהשאיפות של נאס”א גדלות, עם תוכניות לנוכחות ירחית מתמשכת, משימות מאוישות למאדים, ופלטפורמות מדעיות במרחב העמוק המתכננות להגיע למערכת השמש החיצונית, ארכיטקטורת המחשוב בלב כל חללית הופכת לגורם המכריע במה שניתן לבצע.

עם מעבד המספק 500 פעמים את היכולת של קודמיו, הסוכנות שואפת לא רק להפוך משימות קיימות למהירות יותר, אלא גם להפוך משימות חדשות לחלוטין לאפשריות.

למרות שיש עדיין מגבלות שיש להתגבר עליהן והסמכה מלאה של טיסות חלל תדרוש זמן, הסוכנות ו‑Microchip עשו התחלה טובה, מצביעים על עתיד שבו חלליות יפעלו באופן עצמאי ללא תקדים, מיליוני קילומטרים מכדור הארץ.

לחץ כאן לקבלת רשימת המניות המובילות של לוויינים וחלל.

מקורות

^{1. מעבדת הקידום של החלל. (2026, מאי 12). Hello universe: NASA’s next-gen space processor undergoes testing. NASA. https://www.jpl.nasa.gov/news/hello-universe-nasas-next-gen-space-processor-undergoes-testing/}