NASAs nya AI-rymdchip kan förändra djuprymduppdrag

Människor är nyfikna av naturen, och just den nyfikenheten har lett oss till rymden och bortom. Varje dag upptäcker mänskligheten något nytt och uppfinner avancerad teknik, vilket har gjort det möjligt för oss att utforska avlägsna områden i det yttre rymden.

Men när uppdrag ger sig längre bort från jorden mot månen, Mars, och ännu mer avlägsna och djupare in i kosmos, räcker inte större raketer eller längre uppdrag. Vad vi behöver är smartare teknik för att minska beroendet av ständig mänsklig övervakning, vilket blir alltmer opraktiskt.

Stora avstånd, extrema miljöer och kommunikationsfördröjningar driver organisationer som NASA att utveckla autonoma system som kan fatta beslut i realtid i rymden.

Istället för att ha en sond i rymden som skickar data tillbaka för mänskliga ingenjörer och forskare att studera och sedan ge instruktioner till sonden, är fokus nu på att själva rymdfarkosten utför allt arbete.

Framsteg inom artificiell intelligens (AI), strålningstålig databehandling, ombordanalys och edge‑behandling möjliggör nu utvecklingen av rymdfarkoster som kan tänka själva. En sådan förmåga ses som avgörande för nästa generation av rymdforskning.

Enligt NASA är mer kapabla processer nödvändiga för autonoma rymdfarkoster och för att stödja astronauter under deras uppdrag till andra planeter.

Detta är särskilt viktigt eftersom myndighetens Artemis‑program förbereder sig för att återföra människor till månen de kommande åren. Redan har NASA:s Artemis II‑uppdrag haft ett framgångsrikt bemannat månflyg i år.

“Artemis II är början på något större än något enskilt uppdrag. Det markerar vår återkomst till månen, inte bara för att besöka den, utan för så småningom att stanna på vår månbas, och lägger grunden för nästa stora språng framåt.”

– NASA‑administratör Jared Isaacman

När myndigheten arbetar för att bevisa att den inte bara kan nå månen utan också upprätthålla människor där och så småningom Mars, ökar kraven på datorkraft avsevärt.

För bemannade habitat att upptäcka fel i realtid, rovers att navigera terräng autonomt och landare att bearbeta enorma mängder sensordata på kort tid, behöver vi kraftfullare och mer kapabla processorer än de som för närvarande används i rymden.

Och det är precis vad som byggs. NASAs nya nästa generations rymdchip¹ kan enkelt få plats i handflatan och levererar ett genombrott i beräkningshastighet. Detta High Performance Spaceflight Computing (HPSC)‑initiativ förväntas göra det möjligt för rymdfarkoster att fungera mycket mer självständigt i djup rymd.

NASAs HSPC‑initiativ för att omdefiniera framtida rymduppdrag

I årtionden har NASA utvecklat datorprocessorer ombord på rymdfarkoster. Dessa processorer ansvarar för att samordna och utföra de funktioner som behövs för att stödja uppdragets framgång.

Rymddatabehandling uppstod för mer än ett halvt sekel sedan med de banbrytande Apollo Guidance Computers (AGC), som utförde navigerings-, styr‑ och kontrollberäkningar under myndighetens månuppdrag.

Men saken är att när vi rör oss utanför jordens skyddande magnetfält möter vi ett universum fullt av strålning, som är energi som avges som strålar, elektromagnetiska vågor och/eller partiklar. Rymdstrålningen är annorlunda än den vi upplever på jorden. Den består av galaktiska kosmiska strålar, partiklar som är fångade i jordens magnetfält och partiklar som skjuts ut i rymden under solutbrott.

Rymdstrålning påverkar både mänskliga besättningar och mekaniska instrument negativt. Förutom att orsaka långsiktiga skador på elektroniska komponenter, utlöser den även fel som stör databehandlingen, vilket skapar ett behov av strålningståliga processorer, som är dyra och långsamma att utveckla.

Medan strålningståliga processorer har möjliggjort många av NASAs största framgångar, utvecklades de som för närvarande används för nästan tre decennier sedan och saknar den prestanda som krävs för dagens mer avancerade, komplexa och långa uppdrag.

Dessutom kräver uppdrag bortom jordens omloppsbana omborddatorresurser eftersom kommunikationen med jorden medför en tidsfördröjning. Denna kommunikationslatens gör det nödvändigt att rymdaktiviteter utförs autonomt och i realtid ombord, vilket innebär att en rad beräkningsuppgifter körs, inklusive AI och maskininlärning, avancerad autonomi, bild‑ och signalbehandling, objektdetektion och klassificering samt hantering av dataflöden.

För att möjliggöra dessa arbetsbelastningar behövs framsteg inom omborddatorteknik. Detta ledde till utvecklingen av en ny lösning: High‑Performance Spaceflight Computing (HPSC), ett nästa generations system‑on‑chip som är över 100 gånger mer kapabelt än nuvarande rymdprocessorer.

“Genom att bygga på arvet från tidigare rymdprocessorer är detta nya flerkärnssystem fel‑tolerant, flexibelt och extremt högpresterande,” sade Eugene Schwanbeck, programansvarig i myndighetens Space Technology Mission Directorate’s Game Changing Development (GCD)‑program vid Langley Research Center i Virginia. “NASAs engagemang för att driva fram rymdfärdsdatorer är ett tekniskt triumf och samarbete.”

I centrum av initiativet finns en strålningstålig processor som är byggd för djup rymd och långvariga uppdrag till månen, Mars och bortom.

Den kan fungera i de hårda förhållandena i rymden och slutföra uppgifter självständigt i realtid. Den är också anpassad för flygindustrin och erbjuder fel‑tolerans och cybersäkerhet för LEO‑satelliter (låga jordbanor).

Det nya systemet kombinerar databehandling och nätverk i en enda enhet, vilket minskar både kostnad och energiförbrukning.

Det använder avancerad Ethernet för att gruppera flera chip eller ansluta flera sensorer, vilket gör det möjligt för HPSC att bearbeta enorma mängder data ombord och autonomt fatta realtidsbeslut, såsom att filtrera bilder eller styra rovers i hög hastighet. Samtidigt möjliggör dess skalbara arkitektur optimering av energieffektivitet för kritiska operationer genom att stänga av oanvända funktioner.

Samtidigt säkerställs säkerheten och tillförlitligheten i de komplexa operationerna av en integrerad säkerhetskontroller och kontinuerlig övervakning av systemets hälsa.

HPSC‑teknik är ett gemensamt arbete mellan akademi och industripartners. Projektet hanteras av GCD‑programmet, som tillsammans med Jet Propulsion Laboratory (JPL) har lett initiativet genom att utveckla uppdragskrav, finansiera studier och hantera projektets livscykel till leverans.

För projektet valde NASA JPL Microchip (MCHP ) som sin kommersiella partner år 2022, där företaget finansierade sin egen forskning och utveckling av processorn.

“Denna banbrytande rymdfärdsprocessor kommer att ha en enorm inverkan på våra framtida rymduppdrag och även på teknologier här på jorden,” sade Niki Werkheiser, chef för teknologimognad inom Space Technology Mission Directorate vid den tiden. “Detta arbete kommer att förstärka befintliga rymdfarkostkapaciteter och möjliggöra nya, och kan i slutändan användas av praktiskt taget varje framtida rymduppdrag, alla med fördel av mer kapabel flygdatorik.”

År 2024 klarade projektet den kritiska designgranskningen (CDR). Förra året skickades den slutgiltiga designen för tillverkning, och den första HPSC‑processorn tillverkades framgångsrikt.

NASAs nästa generations rymdchip går in i verklig testning

HSPC, rymdfarkostens hjärna, har nu officiellt genomgått tester i år, och de tidiga resultaten visar anmärkningsvärd prestanda.

Rymddatorchipet är designat för att vara tillräckligt litet för att få plats i handflatan samtidigt som det dramatiskt ökar intelligensen och prestandan hos framtida rymdfarkoster. Den nya strålningståliga processorn är byggd för att leverera upp till 100 gånger datorkraften hos befintliga rymdfärdsdatorer.

Ingenjörer på JPL kör en rad tester som simulerar rymdens hårda miljö.

“Vi utsätter dessa nya chip för hårda påfrestningar genom att genomföra strål‑, värme‑ och stöt‑tester samtidigt som vi utvärderar deras prestanda genom en rigorös funktionstestkampanj.”

– Jim Butler, HPSC‑projektledare på JPL

För att vara godkänd för rymdfärd måste processorn klara av startvibrationer, dramatiska temperaturväxlingar, rymdens vakuum och intensiv elektromagnetisk strålning som kan skada elektronik.

Subatomära partiklar som färdas med hastigheter nära ljusets hastighet och genereras av solen och djup rymd kan också orsaka fel som tvingar rymdfarkosten att tillfälligt stänga av icke‑viktiga operationer. Systemet lämnar inte säkert läge förrän problemet har lösts av markingenjörer.

Dessutom testar NASA hur processorn hanterar utmaningarna vid planetära landningar, såsom farlig yttre terräng och extrema eller avsaknad av atmosfärisk densitet.

“För att simulera verklig prestanda använder vi högupplösta landningsscenarier från riktiga NASA‑uppdrag som vanligtvis skulle kräva kraftintensiv hårdvara för att bearbeta enorma mängder landningssensordata,” sade Butler. “Detta är en spännande tid för oss att arbeta med hårdvara som kommer att möjliggöra NASAs nästa stora språng.”

Myndigheten började testa chipet på JPL i februari i år, med det första e‑postmeddelandet med ämnesraden “Hello Universe,” en nick till datorprogrammeringens historia. Med denna lilla fras fick teamet bekräftelse på att tekniken fungerar.

Prövningen förväntas pågå i flera månader, men de tidiga resultaten har varit mycket positiva.

Till att börja med fungerar processorn, enligt NASA, som avsett. Dessutom har dess prestanda varit cirka 500 gånger högre än de chip som för närvarande används.

Enheten är ett system‑on‑chip (SoC), en integrerad krets som kombinerar alla en dators väsentliga komponenter i en enda kompakt enhet. Processorn inkluderar minne, centralprocessorenheter (CPU:er), in‑/ut‑gränssnitt och avancerade nätverkssystem. Eftersom de är kompakta, energieffektiva och kostnadseffektiva i skala, används SoC:er i stor utsträckning i smartphones, bilsystem och IoT.

Men versionen som utvecklats av NASA är designad för att hålla i åratal i djup rymd. Systemet måste färdas i miljontals, möjligen till och med miljarder mil från jorden och överleva utan någon underhåll eller reparationer.

Utvecklade gemensamt av JPL och Microchip Technology har chippna redan delats med försvars- och kommersiella rymdfarts‑partners med tidig åtkomst.

Det har ännu inte certifierats för rymden, men när det väl är godkänt kommer NASA att integrera processorn i ett brett spektrum av uppdrag, inklusive planetära rovers, jordbanesatelliter och djup rymd‑prober.

Chipet förväntas spela en nyckelroll i framtiden för autonoma rymdfarkoster. Med AI ombord skulle rymdfarkosten kunna svara på oväntade situationer i realtid, vilket eliminerar behovet av mänsklig kontroll, som blir opraktisk vid så stora avstånd som skapar kommunikationsfördröjningar.

Tekniken skulle också hjälpa till att göra bearbetning, lagring och överföring av enorma mängder vetenskapliga data mer effektiv. Den kan så småningom även stödja bemannade uppdrag till månen och Mars, enligt NASA.

Dessutom har tekniken fördelar på jorden, till skillnad från traditionella rymdspecifika chip, med Microchip som planerar att anpassa chipet för konsumentelektronik, fordonsproduktion, flygsektorn och andra industrier. Dess potentiella tillämpningar inkluderar medicinsk utrustning, energinät, AI, drönare, datatransmission och kommunikationstjänster.

Denna designanpassning för jordbaserade industrier antyder att det strålningståliga chipet kan ha ett kommersiellt liv långt bortom de uppdrag som drev dess skapelse.

Användningen av en gemensam teknikbas både på jorden och i rymden, enligt myndigheten, kommer att göra det möjligt för HPSC att stärka inhemska industriella kapaciteter samtidigt som kostnader och risker för statliga och kommersiella användare minskar.

Investering i djup rymd‑teknik: Microchip Technology (MCHP)

Det i Arizona baserade företaget Microchip Technology Inc. utmärker sig inom området som NASAs kommersiella partner i utvecklingen av HPSC‑processorn, som för närvarande genomgår tester.

Den nästa generations rymdkvalificerade beräkningsprocessorplattformen, sade Babak Samimi, företagsvicepresident för Kommunikationsaffärsenheten, vid den tiden: ”kommer att leverera omfattande Ethernet‑nätverk, avancerad artificiell intelligens/maskininlärningsbehandling och anslutningsstöd samtidigt som den erbjuder enastående prestandaförbättring, fel‑tolerans och säkerhetsarkitektur med låg energiförbrukning.”

Företaget har ett starkt fotavtryck inom flygindustrins elektronik och inbäddade system, vilket placerar det strategiskt för den växande marknaden för rymddatabehandling. Dessutom kan det enkelt anpassa dessa teknologier för bredare industrier som fordonsystem, robotik och industriell AI.

Microchip Technology är en leverantör av smarta, uppkopplade och säkra inbäddade styrningslösningar, som betjänar kunder inom konsument, databehandling, kommunikation, fordonsindustri, flyg- och försvarssektorn samt industriella marknader.

Med ett börsvärde på 50 miljarder dollar handlas aktierna i Microchip Technology Incorporated (Nasdaq: MCHP) till 92,70 $, upp 46,20 % år‑till‑datum och 53,22 % under det senaste året. Den har en EPS (TTM) på 0,21 och ett P/E‑tal (TTM) på 437,21. Utdelningsavkastningen är 1,97 %.

Företagets återhämtande intäkter ger också en positiv utsikt för Microchip. För kvartalet som avslutades den 31 mars 2026 rapporterade företaget en 35,1 % år‑till‑år‑ökning i nettoomsättningen till 1,311 miljarder dollar, vilket var upp 10,6 % sekventiellt och högre än den vägledning (1,260 miljarder dollar) som Microchip gav.

Dessa resultat, sade VD och president Steve Sanghi, “överskred våra förväntningar avsevärt.” Den viktigaste lärdomen från föregående cykel, noterade han, var vikten av disciplinerat lager‑ och rörelsekapitalhantering, och så driver de verksamheten.

På GAAP‑basis rapporterade den ledande leverantören av halvledare en bruttovinst på 61 %, rörelseresultat på 217,4 miljoner dollar, nettoresultat på 116,4 miljoner dollar och EPS på 0,21 $ per utspädd aktie. På Non‑GAAP‑basis var bruttovinsten 61,6 %, rörelseresultatet 400,9 miljoner dollar, nettoresultatet 327,3 miljoner dollar och EPS 0,57 $ per utspädd aktie.

“Vi ser stark kundengagemang och en ökande designaktivitet i datacenter‑ och AI‑applikationer, drivet av bredden och prestandan i vår hög‑snabbhets‑anslutnings‑ och beräkningsportfölj.”

– Rich Simoncic, Microchips COO

För räkenskapsåret 2026 uppgick Microchips nettoomsättning till 4,713 miljarder dollar, upp 7,1 % jämfört med föregående år, medan 984 miljoner dollar återgick till aktieägarna via utdelningar. Företaget rapporterade en bruttovinst på 57,7 % på GAAP‑basis och 58,5 % på non‑GAAP‑basis för hela året, medan EPS var 0,22 $ respektive 1,64 $ per utspädd aktie.

“Vi avslutade räkenskapsåret med starkt momentum, vilket representerar betydande framsteg från de utmanande förhållanden vi navigerade för bara några kvartal sedan,” sade Sanghi. “När efterfrågeförhållandena har förbättrats och kundernas lager har normaliserats ser vi ett ökande momentum över våra produktlinjer, förbättrade boknings‑ och försäljnings‑trender, stark expediteringsaktivitet och betydande driftspakning, vilket speglar disciplinerat genomförande av vår nio‑punkts återhämtningsplan.”

När företaget går in i ”säsongsmässigt starkare” kvartal förväntar det sig att nettoomsättningen för juni‑kvartalet blir mellan 1,442 miljarder dollar och 1,469 milarder dollar.

Senaste utvecklingarna för Microchip Technology (MCHP)

Slutsats

Med sitt nästa generations rymdprocessorinitiativ har ingenjörerna på JPL gjort ett enormt steg mot miniatyrchip som kommer att driva djup rymdforskning framåt. Rymdfarkosten är inte längre bara ett passivt instrument som väntar på instruktioner, utan snarare en aktiv och intelligent deltagare som kan observera, bedöma och svara.

När NASAs ambitioner växer, med planer för en hållbar närvaro på månen, bemannade Mars‑uppdrag och djup‑rymd‑vetenskapsplattformar som ger sig ut till det yttre solsystemet, blir den datorkitektur som ligger i hjärtat av varje rymdfarkost den avgörande faktorn för vad som är möjligt.

Med en processor som levererar 500 gånger kapaciteten hos sina föregångare, syftar myndigheten inte bara till att göra befintliga uppdrag snabbare utan också att göra helt nya typer av uppdrag möjliga.

Även om det fortfarande finns begränsningar att navigera och full rymdfärdscertifiering kommer att ta tid, har myndigheten och Microchip gjort en bra start, vilket pekar mot en framtid där rymdfarkoster kommer att operera med enastående självständighet, miljoner mil från jorden.

Klicka här för en lista över de bästa satellit- och rymdaktierna.

Referenser

^{1. Jet Propulsion Laboratory. (2026, maj 12). Hej universum: NASAs nästa generations rymdprocessor genomgår testning. NASA. https://www.jpl.nasa.gov/news/hello-universe-nasas-next-gen-space-processor-undergoes-testing/}