在接下来的几周内，国际空间站（International Space Station）的宇航员将会启用一台为适应恶劣环境而打造的新款电脑。要说“恶劣”，太空环境首当其冲。

首先，在火箭以每小时25000英里的速度发射时，电脑必须经受住猛烈的摇晃。在到达空间站后，电脑必须能够承受零重力和比地球上高100倍的辐射。

这台名为“太空计算机2号”（Spaceborne Computer-2）的新电脑和数吨其他太空设备一起，于2月20日搭载一艘无人货运飞船发射升空。设备安装好后，宇航员无需做任何事情。在计划的两到三年部署期间，电脑将自动工作，或受到来自地球的控制。

“太空计算机2号”的部署，紧跟着它的上一任——“太空计算机1号”（Spaceborne Computer-1）的退役到来。后者于2017年在空间站成功安装，总计运行了658天，远远超过了计划中预想的365天。

这两款电脑均由慧与公司（Hewlett Packard Enterprise）生产，都是现货商品（非定制商品），专为在恶劣环境下运行而设计。但是，这种恶劣环境通常是指海上石油钻井平台这些地方，因此并不是所有人都坚信这些电脑可以应对更严格的太空环境，以及通往国际空间站的旅程。

慧与公司负责太空计算机项目的首席工程师马克·费尔南德斯说：“很多人曾经都认为，电脑无法经受发射时的震动、撞击和翻滚状况。”

新款电脑只有几个手提行李那么大，却拥有30到40台笔记本电脑的能量。费尔南德斯表示，它的重量大约相当于“一位橄榄球运动员或一只中等大小的熊猫”。

对这款电脑进行的唯一的太空化定制，是让其能够处理太空中不断增加、导致电子设备故障的辐射。费尔南德斯说，他们增加了一种软件，可以监控电脑出现的任何问题，并让团队进行远程修复。

慧与公司的“太空计算机2号”将在国际空间站上使用。图片来源：Courtesy of HPE/Andrew Samplawski Photography ©2020

从“太空计算机1号”中，研发人员得到一个教训：零重力会导致一些意想不到的问题。在太空中，“太空计算机1号”的冷却风扇线与设备内的其他部件发生摩擦，导致磨损，造成发生故障的可能。为了避免出现这种情况，“太空计算机2号”中的电线被固定起来。

“太空计算机2号”的目标之一是改变在太空中收集到的大批量数据的处理方式。国际空间站上的生活依赖于这些数据。在太空计算机项目之前，这些数据通过类似于卫星数据连接的方式发送到地球上进行处理——尽管这比大多数美国家庭的网速都要快。

此前，科学家在国际空间站上进行实验后，必须等待数小时甚至数周才能够得到结果。被认定为更重要的数据（例如与宇航员的沟通）会得到优先处理。

有了“太空计算机2号”，宇航员就有了足以处理飞船上数据的计算能力。这台电脑还预置了一些微软公司（Microsoft）的软件，可以用来分析收集到的数据。

因此，宇航员只需要将实验结果和其他关键信息发回地球，等待时间或将缩短到几分钟。此外，外部研究人员将更容易要求连通空间站的计算机进行实验。已经有十几名研究人员提出了这样的要求。

“我们的计算速度比我们转录数据的速度还要快。”费尔南德斯说。

“太空计算机2号”的一个任务是从微生物中提取DNA序列，并对此展开分析。费尔南德斯说，DNA序列的文件非常庞大，而将它们拆分开来研究，能够让得出结果的时间“从几个月缩短到几分钟”。在未来的某一天，这项快速运行的DNA检验技术可以帮助医生诊断疾病或分析微生物，确定它们会不会对健康构成威胁。

当人类向宇宙更深处探索时，这种快速的处理将是一项不可或缺的技术。比如，要在地球和之间传输数据，单程就需要24分钟，如果遇到紧急情况，这样的时间就太长了。因而在飞船上配备一台能够快速处理数据的计算机至关重要，这样就可以更快地做出决策，并让宇航员腾出时间做其他事情。装一台这样的计算机，就是要让许多任务都能够自动完成，并且只有在出现问题时才需要人员的参与，就像慧与公司的团队在研发“太空计算机2号”时所做的那样。

费尔南德斯说：“把现在还需要人工来完成的工作交给计算机，给人们减负，对探索的任务将会大有裨益。”美国国家航空航天局（NASA）计划最早在本世纪30年代实现这一目标。

突破现有技术的天花板

通常，要用在国际空间站上的设备需要先在地球上经过多轮开发和测试，确保它们在太空中可以正常工作，这一过程可能要持续数年。接连把两代太空计算机送上国际空间站，而第二代和第一代相比，只是对一些软件做了微调，但没有进行其他测试——这还是第一次。

这或许能够让人们在探索太空时用上更多现有的尖端技术。还可能让国际空间站用上更新、更经济实惠的技术，从而可以更快地完成新的研究。

国际空间站国家实验室（ISS National Lab）的时任首席科学家迈克尔·罗伯茨说：“这是一种全新的方法。这种处理能力至关重要。”

像慧与公司的太空计算机这样的机器也有望成为全球计算机领域的下一个技术前沿。贝尔法斯特女王大学（Queen’s University in Belfast）的副教授布莱森·瓦吉斯表示，到2025年，预计将有近500亿台设备接入了互联网，而这可能会让远在另一端的云数据中心不堪重负。

如果数据在哪里创建，便在附近就近处理，则会有助于确保这些设备运行起来不那么卡顿。在某些可能关乎人命的情况下，例如无人驾驶汽车或机器人——它们运转时离人很近，这项技术就显得尤为必要。

瓦吉斯说：“无人驾驶汽车的系统还做不到将数据发送到云端，再对其进行处理，然后还要做出反应。”

目前，在地球上也已经有这种能够进行现场处理的设备，但这种技术仍然处于起步阶段。让它们在太空中完成相应的任务，作为压力测试，或许可以加快其在地球上投入实际应用的步伐。

瓦吉斯说：“在一些概念性的问题上，太空与地球是一样的。研究团队正在寻找新的测试环境，而太空就是其中之一。”（财富中文网）

编译：陈聪聪、杨二一