Ci sono una serie di ragioni per cui l'elettronica dei veicoli spaziali in genere è in ritardo di diversi anni rispetto a quanto è disponibile in commercio.
Tolleranza alle radiazioni
L'elettronica è molto suscettibile ai fenomeni di radiazione che l'elettronica terrestre è in gran parte protetto dall'atmosfera terrestre e dal campo magnetico. I meccanismi di guasto comuni basati sulle radiazioni sono Evento / sconvolgimento a evento singolo (SEE / SEU) - più comunemente pensato come un bit capovolto, latch-up - in cui un bit si blocca in un certo stato e la parte deve essere spenta per essere ripristinato, burn-out - dove una particella ad alta energia (ad esempio protone o neutrone) distrugge la parte e dose totale - dove l'esposizione a lungo termine (piuttosto che un evento anomalo) degrada la parte. Man mano che chip e circuiti avanzano e impacchettano i transistor in modo più stretto, la probabilità di questi eventi aumenta.
Esistono diverse tecniche e metodi di test per dimostrare se gli assemblaggi elettronici sono robusti in ambienti con radiazioni spaziali, ma questi test sono costosi. Quindi, una volta che sono stati eseguiti per una parte, un componente o un assieme, il mestiere è spesso fatto per vivere con prestazioni inferiori e risparmiare il costo del nuovo test ed evitare il rischio di un fallimento completo della missione.
Affidabilità
È più facile eseguire la manutenzione su un computer terrestre e i costi di un guasto sono spesso molto inferiori rispetto a quelli di un veicolo spaziale. Inoltre, i sistemi di terra non hanno la stessa potenza, dimensione e budget di massa ridotti dei sistemi spaziali, il che limita la quantità di ridondanza possibile. Una soluzione è continuare a utilizzare parti che hanno dimostrato di avere un'elevata affidabilità. Un altro modo per aumentare l'affidabilità è eseguire lo screening delle parti ed eseguire molti test elettronici (es. Bake-out per trovare la mortalità infantile, test di vibrazioni casuali per imitare gli ambienti di lancio, test di shock per imitare eventi pirotecnici come il lancio di carenature e imita lo spazio. Questo test richiede tempo ed è costoso. Il solo ritardo di tempo pone la maggior parte dei sistemi spaziali almeno un ciclo della legge di Moore dietro le ultime parti di consumo.
Tempo di costruzione per i satelliti
A non dire nulla dell'avionica, i satelliti richiedono molto tempo per essere costruiti. Anche quando i computer sono pronti, il resto del veicolo deve essere assemblato e testato. Per i veicoli spaziali di grandi dimensioni questo può richiedere anni. Nel frattempo, il computer non sta invecchiando per niente e un'avversione (spesso giustificata) al rischio significa che l'aggiornamento richiederebbe molti di questi test per essere ripetuti.
Consumo energetico
Nel tempo la legge di Moore aiuta i chip ad aumentare nell'elaborazione potenza e diminuzione del consumo di energia, ma in generale, quando si confrontano parti contemporanee chip più potenti consumano più energia. I veicoli spaziali sono quasi universalmente affamati di potere, quindi c'è poco incentivo a utilizzare un chip più assetato di energia di quanto sia assolutamente necessario. Tutto in un veicolo spaziale è un compromesso: un Watt di potenza utilizzato per il computer di volo principale che trasporta cicli inutilizzati è un Watt che non può essere utilizzato per le comunicazioni RF o che fornisce alimentazione a un carico utile (quando quel carico utile non lo è comunicazioni), ecc.
Documenti
Il lavoro di ufficio e il processo possono essere dominanti come qualsiasi altro motivo. L'industria aerospaziale come barriera storicamente elevata all'ingresso. Una volta che la ragione è il capitale umano necessario per costruire e lanciare veicoli spaziali, ma altrettanto importante è l'eredità spaziale del software e dei componenti che li contengono. Gli ambienti spaziali sono più impegnativi di quelli terrestri in una varietà di modi e spesso richiedono soluzioni uniche (per l'avionica, il rifiuto del calore senza raffreddamento convettivo è un buon esempio). Gli ambienti di lancio sono stati discussi sopra. La qualificazione dei componenti è un compito incentrato sull'hardware del mondo reale, ma esiste una traccia cartacea che supporta questa analisi e fornisce fiducia ai clienti di un costruttore di veicoli spaziali e al fornitore di lancio che il veicolo sarà al sicuro durante la salita e che funzionerà in spazio. Ciò è dimostrato attraverso una combinazione di test, analisi e dimostrazione, ma la maggior parte delle persone che si prendono cura di loro non assistono né supervisionano direttamente queste attività, quindi si affidano a documenti eccellenti per fornire tale fiducia. Dopo aver affrontato il problema di ottenere il buy-in sul widget X, lo sforzo associato all'ottenimento di un buy-in Δ per il widget Y o anche X + è più difficile da giustificare se la parte precedente funziona ancora. I fornitori del settore aerospaziale (appaltatori principali e lungo tutta la catena di approvvigionamento) sono spesso tenuti a disporre di processi di qualità rigorosi, ovvero più documenti e processi. Tutto ciò rallenta il ritmo dell'innovazione e del cambiamento in cambio della prevedibilità.
Ritardi nel lancio
Quindi, una volta che il veicolo spaziale è pronto, deve essere lanciato e i lanci possono scivolare di mesi se non di anni.