I computer della Stazione Spaziale Internazionale

In tutti i blog che, come questo, parlano di tecnologia e informatica, si parla sempre di computer dividendoli principalmente in due tipologie: i computer da casa (di cui fanno parte anche quelli da gaming) e i computer aziendali. Raramente si parla invece dei computer spaziali. Eppure nelle tecnologie moderne essi sono molto presenti. Basti pensare al sistema GPS, ai satelliti Starlink o alla TV Satellitare. Ma i computer spaziali non sono solo quelli all’interno dei satelliti. Ci sono anche i computer della  Stazione Spaziale Internazionale, nota anche come ISS.

Se sei nato attorno ai primi anni 2000, per te non sarà una novità sentir parlare di Stazione Spaziale Internazionale, o ISS. Proprio dall’anno 2000 infatti, grazie alla ISS l’umanità ha una sua piccola rappresentanza fissa nello spazio. La ISS è abitata da un equipaggio di 6/7 persone che si alternano all’incirca ogni 6 mesi e lavorano a esperimenti scientifici di varia natura.

I computer della Stazione Spaziale: laptop e tablet

Computer all'interno della Stazione Spaziale

 

Il livello d’informatizzazione della ISS è andato crescendo con gli anni. Dove prima c’erano grandi pannelli di controllo e grossi monitor, oggi ci sono dei Lenovo Thinkpad. Questi laptop si interfacciano con le unità di controllo e forniscono agli astronauti i dati sugli esperimenti e sulla navigazione in orbita. In più vengono usati anche per interfacciarsi con le unità che controllano i Canadarm, ovvero i bracci meccanici che servono a spostare gli oggetti nello spazio. Dai computer di bordo l’equipaggio comunica anche con la base a Terra tramite un canale sicuro.

Steve Swanson mostra una foto della ISS dal suo iPad Samantha Cristoforetti all'interno della sua cabina con i due laptop

 

Gli astronauti poi, hanno in dotazione degli iPad, con cui svolgono parte del lavoro.  Ognuno poi, nella sua cabina, ha altri due laptop. Uno collegato alla rete della Stazione, l’altro collegato tramite VPN ad un computer a Terra, anch’esso estraneo alla rete della propria base. Il primo serve per controllare le attività da svolgere, leggere le email di servizio dagli altri membri dell’equipaggio o da Terra e, in generale, per lavorare. Il secondo laptop invece viene utilizzato per navigare su internet e comunicare con amici e parenti sul pianeta. Per questo motivo è scollegato dalla rete interna, in modo da non rischiare mai che un’infezione da malware o altro tipo di minaccia possa danneggiare i computer di bordo.

I computer della Stazione Spaziale: unità di controllo

Unità di controllo all'interno della Stazione Spaziale Internazionale

Veniamo ora al “motore pensante” della Stazione Spaziale: le unità di controllo.
Se sei arrivato a leggere fin qui immaginandoti qualcosa alla Star Trek, con un mega-computer a controllare la ISS, attivabile con un semplice comando vocale, beh hai decisamente corso troppo con l’immaginazione.

Sebbene la tecnologia odierna lo permetta, sulla Stazione Spaziale non abbiamo ancora un computer così. Niente “Computer”,  “Alexa”, “Gideon”, “J.A.R.V.I.S.” o “Ok Google” quindi. Solo un banale Processore 80386SX (comunemente detto 386) , chiuso in una scatoletta di metallo e collegato ad un paio di cavetti.  Nessuna porta USB o HDMI, nessun maxi-schermo su cui proiettare ciò che si vede all’esterno. Niente di tutto ciò. Le unità di controllo sono dei semplici moduli intercambiabili, ognuno dedicato ad un compito specifico. Alcuni sono montati all’interno della Stazione, altri all’esterno.

Unità di controllo: caratteristiche

Come ho accennato poco fa, l’hardware delle unità di controllo è molto semplice: una scatoletta di metallo con all’interno una scheda madre con processore 80386SX. I moduli solitamente sono collegati agli altri moduli o al server attraverso un cavo. Alcuni moduli hanno una tastierina di controllo e a volte un piccolo display. Altri invece non ne sono dotati e vengono controllati direttamente dagli altri computer a bordo.

Forse, leggendo che i processori all’interno delle unità di controllo sono dei semplici 386 stai storcendo il naso. Ma in realtà la cosa non dovrebbe stupirti. gli home computer odierni sono dotati di processori ben più potenti, lo so. Ma nella maggior parte dei casi questa potenza di calcolo serve per far funzionare GPU altrettanto potenti, per lavorare con software di elaborazione grafica  o video, o per i videogiochi. Oppure per supportare schede audio altrettanto potenti per il montaggio audio. Nello spazio invece, queste unità di controllo servono a controllare le funzioni base della Stazione, come i sistemi di riciclaggio dell’acqua, gli impianti di areazione o i sensori esterni.  Un processore poco potente fa risparmiare energia elettrica. Del resto, con processori più vecchi e meno potenti siamo arrivati sulla Luna, quindi un 386 per i computer della ISS va più che bene.

I computer della Stazione Spaziale: Sistemi Operativi

La Stazione Spaziale Internazionale è sicuramente una macchina complessa e sofisticata, ma il suo sistema di controllo è piuttosto semplice. Come ho già detto, le unità di controllo sono dei piccoli moduli intercambiabili dedicati a diverse funzioni. Tutti i moduli poi, sono collegati ad una unità centrale (un server), a cui sono collegati anche i Thinkpad e gli iPad. Ogni modulo lavora al minimo delle sue risorse. In questo modo il sistema risulterà più stabile e affidabile. Per quanto riguarda il lato software, negli iPad è ovviamente installato l’iPadOS, mentre i Thinkpad sono forniti con Debian, una distro di Linux. Fino a qualche anno fa, sui Thinkpad era montato Windows XP, ma nel 2013 la Unite Space Alliance, che gestisce le infrastrutture IT all’interno della ISS, ha deciso di migrare a Debian 6. Il motivo principale è la sicurezza, i sistemi Linux sono notoriamente più sicuri di quelli Microsoft. Nel 2008 un virus per Windows XP fece passare un brutto quarto d’ora all’equipaggio.  E poi serviva un sistema su cui gli ingegneri potessero avere il controllo totale e poter agire direttamente sul codice sorgente, in caso di intervento da remoto. E questo solo Linux lo consente.

Per quanto riguarda le unità di controllo invece, vengono utilizzati sistemi operativi Real Time, o RTOS. Questi sistemi hanno la caratteristica di essere minimali e molto veloci. Non posseggono alcuna interfaccia grafica e si controllano da terminale. Dovendo eseguire operazioni che richiedono una certa rapidità, questa è la soluzione migliore.

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