NASA’s nieuwe AI-ruimtechip kan diepe ruimtemissies transformeren

Mensen zijn van nature nieuwsgierig, en diezelfde nieuwsgierigheid heeft ons naar de ruimte en daarbuiten geleid. Elke dag ontdekt de mensheid iets nieuws en bedenkt geavanceerde technologie, die ons in staat heeft gesteld verre gebieden van de buitenruimte te verkennen.

Maar nu missies verder van de aarde naar de maan, Mars gaan, en zelfs nog verder en dieper het heelal in, zijn grotere raketten of langere missies simpelweg niet voldoende. Wat we nodig hebben is slimmere technologie om de afhankelijkheid van constante menselijke supervisie te verminderen, wat steeds onpraktischer wordt.

Grote afstanden, extreme omgevingen en communicatietijdvertragingen drijven agentschappen zoals NASA ertoe autonome systemen te ontwikkelen die in staat zijn realtime beslissingen te nemen in de ruimte.

In plaats van een sonde in de ruimte die gegevens terugstuurt zodat menselijke ingenieurs en wetenschappers die kunnen bestuderen en vervolgens instructies aan de sonde geven, ligt de focus nu op het laten uitvoeren van al het werk door het ruimtevaartuig zelf.

Vooruitgang in kunstmatige intelligentie (AI), stralingsbestendige computers, aan boord analyses en edge processing maakt nu de ontwikkeling van ruimtevaartuigen die zelf kunnen denken mogelijk. Zo’n vermogen wordt gezien als cruciaal voor de volgende generatie ruimteverkenning.

Volgens NASA zijn krachtigere processen noodzakelijk voor autonome ruimtevaartuigen en om astronauten te ondersteunen tijdens hun missies naar andere planeten.

Dit is bijzonder belangrijk nu het Artemis‑programma van het agentschap zich voorbereidt om mensen de komende jaren terug te brengen naar de maan. De Artemis II‑missie van NASA heeft dit jaar al een succesvolle bemande maanvlucht uitgevoerd.

“Artemis II is het begin van iets groters dan één enkele missie. Het markeert onze terugkeer naar de maan, niet alleen om te bezoeken, maar uiteindelijk om te verblijven op ons maanbasis, en legt de basis voor de volgende enorme sprongen vooruit.”

– NASA‑administrator Jared Isaacman

Naarmate het agentschap bewijst dat het niet alleen de maan kan bereiken, maar daar ook mensen kan ondersteunen en uiteindelijk Mars, nemen de rekenvereisten aanzienlijk toe.

Voor bemande habitats om storingen in realtime te detecteren, rovers om terrein autonoom te navigeren en landers om enorme hoeveelheden sensorgegevens in korte tijd te verwerken, hebben we krachtigere en capabelere processoren nodig dan die momenteel in de ruimte worden gebruikt.

En dat is precies wat er wordt gebouwd. NASA’s nieuwe next‑gen ruimtechip¹ past gemakkelijk in je handpalm en levert een doorbraak in rekensnelheid. Deze High Performance Spaceflight Computing (HPSC)‑initiatief moet ruimtevaartuigen in staat stellen veel zelfstandiger te opereren in de diepe ruimte.

NASA’s HSPC‑initiatief om toekomstige ruimtemissies te herdefiniëren

Al tientallen jaren ontwikkelt NASA computerprocessoren aan boord van ruimtevaartuigen. Deze processoren zijn verantwoordelijk voor het coördineren en uitvoeren van de functies die nodig zijn om het succes van missies te ondersteunen.

Ruimtecomputing kwam voor het eerst meer dan een halve eeuw geleden op met de baanbrekende Apollo Guidance Computers (AGC’s), die navigatie‑, stuur‑ en controleberekeningen uitvoerden tijdens de maanmissies van het agentschap.

Maar het punt is dat wanneer we buiten het beschermende magnetische veld van de aarde bewegen, we een universum vol straling tegenkomen, die bestaat uit energie die wordt uitgezonden als stralen, elektromagnetische golven en/of deeltjes. De straling in de ruimte verschilt van wat we op aarde ervaren. Ze bestaat uit galactische kosmische stralen, deeltjes die gevangen zitten in het magnetische veld van de aarde, en deeltjes die tijdens zonnestormen de ruimte in worden geschoten.

Ruimtestraling heeft een negatieve invloed op zowel menselijke bemanningen als mechanische instrumenten. Naast langdurige schade aan elektronische componenten veroorzaakt het ook fouten die de computerwerking verstoren, waardoor er behoefte is aan stralingsbestendige processoren, die duur en traag in ontwikkeling zijn.

Hoewel stralingsbestendige processoren veel van NASA’s grootste prestaties hebben mogelijk gemaakt, zijn de momenteel gebruikte processoren bijna drie decennia geleden ontwikkeld en missen ze de prestaties die nodig zijn voor de meer geavanceerde, complexe en langdurige missies van vandaag.

Bovendien vereisen missies buiten de aardse baan aan boord rekenmiddelen omdat communicatie met de aarde een tijdvertraging introduceert. Deze communicatielatentie maakt het noodzakelijk dat ruimteactiviteiten autonoom en realtime aan boord worden uitgevoerd, wat het draaien van een reeks rekenwerkbelastingen omvat, waaronder AI en machine learning, geavanceerde autonomie, beeld‑ en signaalverwerking, objectdetectie en -classificatie, en beheer van datastromen.

Om deze werkbelastingen mogelijk te maken, hebben we vooruitgang nodig in aan boord computertechnologie. Dit leidde tot de ontwikkeling van een nieuwe oplossing: High‑Performance Spaceflight Computing (HPSC), een next‑generation system‑on‑chip die meer dan 100 keer capabeler is dan de huidige ruimteprocessoren.

“Op basis van de erfenis van eerdere ruimteprocessoren is dit nieuwe multicore‑systeem fouttolerant, flexibel en extreem hoogpresterend,” zei Eugene Schwanbeck, program element manager in de Space Technology Mission Directorate’s Game Changing Development (GCD)‑programma op het Langley Research Center in Virginia. “NASA’s inzet om ruimtevluchtcomputing te verbeteren is een triomf van technische prestaties en samenwerking.”

In het centrum van het initiatief staat een stralingsbestendige processor die is gebouwd voor diepe ruimte en langdurige missies naar de maan, Mars en daarbuiten.

Hij kan opereren onder de barre omstandigheden van de ruimte en taken onafhankelijk in realtime uitvoeren. Hij is ook op maat gemaakt voor de lucht‑ en ruimtevaartsector, en biedt fouttolerantie en cyberbeveiliging voor LEO’s (low Earth orbit‑satellieten).

Het nieuwe systeem combineert computing en netwerken in één apparaat, waardoor zowel kosten als energieverbruik worden verminderd.

Het maakt gebruik van geavanceerde Ethernet om meerdere chips te groeperen of verschillende sensoren aan te sluiten, waardoor HPSC enorme hoeveelheden gegevens aan boord kan verwerken en autonoom realtime beslissingen kan nemen, zoals het filteren van beelden of het besturen van rovers op hoge snelheid. Ondertussen maakt de schaalbare architectuur optimalisatie van energie‑efficiëntie voor kritieke operaties mogelijk door ongebruikte functies uit te schakelen.

Tegelijkertijd wordt de veiligheid en betrouwbaarheid van de complexe operaties gewaarborgd door een geïntegreerde beveiligingscontroller en continue monitoring van de systeemgezondheid.

HPSC‑technologie is een gezamenlijke inspanning van academische en industriële partners. Het project wordt beheerd door het GCD‑programma, dat samen met de Jet Propulsion Laboratory (JPL) het initiatief leidt door missieverzoeken te ontwikkelen, studies te financieren en de levenscyclus van het project te beheren tot levering.

Voor het project selecteerde NASA JPL Microchip (MCHP ) als haar commerciële partner in 2022, waarbij het bedrijf haar eigen onderzoek en ontwikkeling van de processor financiert.

“Deze geavanceerde ruimtevluchtprocessor zal een enorme impact hebben op onze toekomstige ruimtemissies en zelfs op technologieën hier op aarde,” zei Niki Werkheiser, directeur technologie‑maturatie binnen de Space Technology Mission Directorate destijds. “Deze inspanning zal de bestaande capaciteiten van ruimtevaartuigen versterken en nieuwe mogelijk maken en zou uiteindelijk door vrijwel elke toekomstige ruimtemissie kunnen worden gebruikt, die allemaal profiteren van krachtigere vluchtcomputing.”

In 2024 doorstond het project de Critical Design Review (CDR). Vorig jaar werd het definitieve ontwerp naar fabricage gestuurd en werd de eerste HPSC‑processor succesvol vervaardigd.

NASA’s next‑gen ruimtechip ondergaat real‑world testing

HSPC, de hersenen van het ruimtevaartuig, is dit jaar officieel getest, en de eerste resultaten tonen opmerkelijke prestaties.

De ruimtecomputerchip is ontworpen om klein genoeg te zijn om in de palm van je hand te passen, terwijl hij de intelligentie en prestaties van toekomstige ruimtevaartuigen drastisch verhoogt. De nieuwe stralingsbestendige processor is gebouwd om tot 100 keer de rekenkracht van bestaande ruimtevluchtcomputers te leveren.

Ingenieurs bij JPL voeren verschillende tests uit die de barre omgeving van de ruimte simuleren.

“We zetten deze nieuwe chips onder extreme omstandigheden door stralings-, thermische- en schoktests uit te voeren, terwijl we hun prestaties evalueren via een rigoureuze functionele testcampagne.”

– Jim Butler, HPSC‑projectmanager bij JPL

Om in aanmerking te komen voor ruimtevlucht moet de processor bestand zijn tegen lanceervibraties, extreme temperatuurschommelingen, het vacuüm van de ruimte en intense elektromagnetische straling die elektronica kan beschadigen.

Subatomaire deeltjes die met snelheden dicht bij de lichtsnelheid reizen en worden gegenereerd door de zon en de diepe ruimte, kunnen ook fouten veroorzaken die het ruimtevaartuig dwingen niet‑essentiële operaties tijdelijk uit te schakelen. Het systeem verlaat de veilige modus pas wanneer het probleem is opgelost door de grondingenieurs.

Bovendien test NASA hoe de processor omgaat met de uitdagingen van planeetlandingen, zoals gevaarlijk oppervlakterrein en extreme of afwezige atmosferische dichtheden.

“Om real‑world prestaties te simuleren, gebruiken we high‑fidelity landingsscenario’s van echte NASA‑missies die normaal gesproken krachtige hardware vereisen om enorme hoeveelheden landings‑sensorgegevens te verwerken,” zei Butler. “Dit is een spannende tijd voor ons om te werken aan hardware die NASA’s volgende grote sprongen mogelijk maakt.”

Het agentschap begon dit jaar in februari met het testen van de chip bij JPL, waarbij de eerste e‑mail een onderwerpregel “Hello Universe” had, een knipoog naar de geschiedenis van computerprogrammering. Met deze korte zin kreeg het team bevestiging dat de technologie werkt.

De proef zal naar verwachting enkele maanden duren, maar de eerste resultaten zijn zeer positief.

Voorlopig werkt de processor, volgens NASA, zoals bedoeld. Bovendien is de prestatie ongeveer 500 keer beter dan die van de momenteel gebruikte chips.

Het apparaat is een system‑on‑a‑chip (SoC), een geïntegreerde schakeling die alle essentiële componenten van een computer combineert in één compact geheel. De processor omvat geheugen, centrale verwerkingsunits (CPU’s), in‑/uitvoer‑interfaces en geavanceerde netwerksystemen. Omdat ze compact, energie‑efficiënt en schaalbaar kosteneffectief zijn, worden SoC’s veel gebruikt in smartphones, autosystemen en IoT.

Maar de versie ontwikkeld door NASA is ontworpen om jarenlang in de diepe ruimte te blijven functioneren. Het systeem moet miljoenen, mogelijk zelfs miljarden mijlen van de aarde reizen en overleven zonder onderhoud of reparaties.

Gezamenlijk ontwikkeld door JPL en Microchip Technology, zijn de chips al gedeeld met defensie‑ en commerciële lucht‑ en ruimtevaartpartners met vroege toegang.

Het is echter nog niet gecertificeerd voor de ruimte, en zodra het is goedgekeurd, zal NASA de processor integreren in een breed scala aan missies, waaronder planetaire rovers, aardebanen en deep‑space sondes.

De chip zal naar verwachting een sleutelrol spelen in de toekomst van autonome ruimtevaartuigen. Met AI aan boord kan het ruimtevaartuig in realtime reageren op onverwachte situaties, waardoor de noodzaak van menselijke controle wegvalt, wat onpraktisch wordt bij zulke enorme afstanden die communicatietijdvertragingen veroorzaken.

De technologie zou ook helpen de verwerking, opslag en transmissie van enorme hoeveelheden wetenschappelijke gegevens efficiënter te maken. Het zou uiteindelijk zelfs bemande missies naar de maan en Mars kunnen ondersteunen, volgens NASA.

Bovendien heeft de technologie ook voordelen op aarde, in tegenstelling tot traditionele ruimte‑specifieke chips, aangezien Microchip van plan is de chip aan te passen voor consumentenelektronica, automotive productie, de luchtvaartsector en andere industrieën. Potentiële toepassingen omvatten medische apparatuur, energienetwerken, AI, drones, datatransmissie en communicatiediensten.

Deze ontwerpaanpassing voor terrestrische industrieën suggereert dat de stralingsbestendige chip een commercieel leven kan hebben dat ver verder reikt dan de missies die haar tot stand brachten.

Het gebruik van een gemeenschappelijke technologische basis op zowel aarde als in de ruimte, volgens het agentschap, zal HPSC in staat stellen de binnenlandse industriële capaciteiten te versterken terwijl kosten en risico’s voor overheids‑ en commerciële gebruikers worden verminderd.

Investeren in deep‑space technologie: Microchip Technology (MCHP)

Het in Arizona gevestigde Microchip Technology Inc. valt op in het veld als NASA’s commerciële partner bij de ontwikkeling van de HPSC‑processor, die momenteel wordt getest.

Het next‑generation, ruimte‑gekwalificeerde compute‑processorplatform, zei Babak Samimi, corporate vice president van de Communications‑business unit, op dat moment: “zal uitgebreide Ethernet‑netwerken, geavanceerde kunstmatige intelligentie/machine‑learning verwerking en connectiviteitsondersteuning leveren, terwijl het een ongekende prestatieverbetering, fouttolerantie en beveiligingsarchitectuur biedt met een laag energieverbruik.”

Het bedrijf heeft een sterke aanwezigheid in lucht‑ en ruimtevaart‑grade elektronica en embedded systemen, waardoor het strategisch gepositioneerd is voor de groeiende markt voor ruimtecomputing. Bovendien kan het deze technologieën gemakkelijk aanpassen voor bredere industrieën zoals autosystemen, robotica en industriële AI.

Microchip Technology is een leverancier van slimme, verbonden en veilige embedded‑controlesystemen, die klanten bedient in de consument-, computer-, communicatie-, automotive-, lucht‑ en ruimtevaart‑ en defensie‑ en industriële markten.

Met een marktkapitalisatie van $50 miljard worden de aandelen van Microchip Technology Incorporated (Nasdaq: MCHP) verhandeld tegen $92,70, een stijging van 46,20 % YTD en 53,22 % in het afgelopen jaar. Het heeft een EPS (TTM) van 0,21 en een P/E (TTM) van 437,21. Het dividendrendement bedraagt 1,97 %.

De herstellende omzet van het bedrijf schetst ook een positief vooruitzicht voor Microchip. Voor het kwartaal eindigend op 31 maart 2026 rapporteerde het bedrijf een jaar‑op‑jaar stijging van 35,1 % in netto‑omzet tot $1,311 miljard, wat 10,6 % sequentieel hoger was en boven de richtlijn ($1,260 miljard) lag die door Microchip werd gegeven.

“Deze resultaten, zei CEO en president Steve Sanghi, “overtroffen onze verwachtingen aanzienlijk.” De belangrijkste les van de vorige cyclus, merkte hij op, was het belang van gedisciplineerd voorraad‑ en werkkapitaalbeheer, en zo runnen ze het bedrijf.”

– Rich Simoncic, COO van Microchip

Op GAAP‑basis rapporteerde de toonaangevende leverancier van halfgeleiders een brutowinst van 61 %, een operationele winst van $217,4 miljoen, een nettowinst van $116,4 miljoen en een EPS van $0,21 per verwaterde aandeel. Op non‑GAAP‑basis bedroeg de brutowinst 61,6 %, de operationele winst $400,9 miljoen, de nettowinst $327,3 miljoen en de EPS $0,57 per verwaterde aandeel.

“We zien sterke klantbetrokkenheid en een groeiende ontwerpactiviteit in datacenter‑ en AI‑toepassingen, gedreven door de breedte en prestaties van ons high‑speed connectiviteits‑ en compute‑portfolio.”

– Rich Simoncic, COO van Microchip

Voor het fiscale jaar 2026 bedroegen de netto‑omzet van Microchip $4,713 miljard, een stijging van 7,1 % ten opzichte van het voorgaande jaar, terwijl $984 miljard werd uitgekeerd aan aandeelhouders via dividenden. Het bedrijf rapporteerde een brutowinst van 57,7 % op GAAP‑basis en 58,5 % op non‑GAAP‑basis voor het hele jaar, terwijl de EPS $0,22 en $1,64 per verwaterde aandeel bedroegen, respectievelijk.

“We sloten het fiscale jaar af met sterke momentum, wat een betekenisvolle vooruitgang betekent ten opzichte van de uitdagende omstandigheden die we enkele kwartalen geleden ondervonden,” zei Sanghi. “Naarmate de vraagcondities zijn verbeterd en de klantvoorraad genormaliseerd, zien we een toenemend momentum in onze productlijnen, verbeterde boekings‑ en verkooptrends, sterke versnellingsactiviteit en een betekenisvolle operationele hefboom, wat de gedisciplineerde uitvoering van ons negen‑punt herstelplan weerspiegelt.”

Naarmate het bedrijf overgaat naar “seizoensgebonden sterkere” kwartalen, verwacht het een netto‑omzet voor het juni‑kwartaal tussen $1,442 miljard en $1,469 miljard.

Recente ontwikkelingen van Microchip Technology (MCHP)

Conclusie

Met zijn next‑gen ruimteprocessor‑initiatief hebben ingenieurs bij JPL een enorme sprong gemaakt naar miniatuurchips die de diepe ruimteverkenning zullen bevorderen. Het ruimtevaartuig is niet langer een passief instrument dat wacht op instructies, maar eerder een actieve en intelligente deelnemer die in staat is tot observatie, oordeel en reactie.

Naarmate NASA’s ambities groeien, met plannen voor een blijvende aanwezigheid op de maan, bemande Mars‑missies en deep‑space wetenschapsplatformen die zich naar de buitenste delen van het zonnestelsel begeven, wordt de rekenarchitectuur in het hart van elk ruimtevaartuig de doorslaggevende factor voor wat mogelijk is.

Met een processor die 500 keer de capaciteit van zijn voorgangers levert, streeft het agentschap er niet alleen naar bestaande missies sneller te maken, maar ook geheel nieuwe soorten missies haalbaar te maken.

Hoewel er nog beperkingen zijn om te overwinnen en volledige ruimtevluchtcertificering tijd zal kosten, hebben het agentschap en Microchip een goede start gemaakt, wat wijst op een toekomst waarin ruimtevaartuigen met ongekende onafhankelijkheid opereren, miljoenen mijlen van de aarde.

Klik hier voor een lijst van top satelliet‑ en ruimte‑aandelen.

Referenties

^{1. Jet Propulsion Laboratory. (2026, May 12). Hello universe: NASA’s next‑gen ruimteprocessor ondergaat testen. NASA. https://www.jpl.nasa.gov/news/hello-universe-nasas-next-gen-space-processor-undergoes-testing/}