News 1 TeraFLOPS: ISS-Astronauten bekommen Supercomputing im Weltraum

[CSTR]

Im Weltraum kühlen ist nicht so einfach. Da keine Atmosphäre vorhanden ist, bleibt einem nur die Abfuhr durch Wärmestrahlung. Dafür braucht man aber im Vergleich zur herkömmlichen Abgabe an die Umgebungsluft ein vielfaches der Fläche.

 

[Freejack35]

Ich finde es ja lustig wenn Menschen hier in einem Forum quasi hinstellen das die Nasa oder die zuständigen für das Weltraumprogramm, ja ein Stümperverein ist und das doch so alles nicht sein kann. Da würde ich ja gerne mal wissen, wer von den Nasenweisen hier schon mal im All war und dort einen PC eingerichtet hat... ich denke die Quote wird sehr gering ausfallen.

Natürlich muss der Kram absolut stabil laufen, denn man kann nicht einfach bei Alternate Ersatzteile bestellen, auch wenn das Ding "nur" für Berechnungen genutzt wird im MOMENT! Denn was ist wenn das Ding auch für weitere Aufgaben getestet wird, wie eine Dauerlast für eine Mars-Mission. Das wäre echt ungeil wenn der da ausfällt, aber nur meine Meinung, ich werds nicht mehr erleben .... denke ich.

 

[Damien White]

Ich glaube einige hier vergessen auch, wie unfassbar groß der Weltraum ist. Der Mars ist quasi nebenan, aber Versorgungsflüge würden bestenfalls 3-6 Monate dauern. Selbst die Datenübertragung mit nahezu Lichtgeschwindigkeit dauert im besten Fall Minuten.

Im ungünstigsten Fall, Mars und Erde auf gegenüberliegenden Positionen in ihrem Orbit, kann man das Ganze gleich vergessen.

Und wenn man weiter hinaus will kommt man schnell in den Bereich von Tagen und ist dennoch in unserem Sonnensystem, trotz Datenübertragung in Lichtgeschwindigkeit. Der Radius unseres Sonnensystems ist ca. 75 Lichtstunden, mit Versenden und Rückantwort landet man dann bei 150 Stunden, oder knapp einer Woche ...

EDIT: Hab mal Google angeworfen, für einen Marsflug, mit allem drum und dran, Hinflug und Rückflug, rechnet man wohl mit ca. 1000 Tagen, da man nicht an jedem x-beliebigen Tag starten kann und auf die passenden Positionen der Planeten zueinander achten muss.

Also fluffige 3 Jahre ...

 

[cookie_dent]

Nicht zu vergessen das die Datenrate auf Höhe der Pluto Umlaufbahn nur ca. 1 kbit/Sek. beträgt, beim Jupiter sind´s immerhin noch ca. 34 kbit/Sek.

 

[Weyoun]

Wärmestrahlung?

Sonne schickt uns jede Menge "Wärme" auch durch den Vakuum?

1) durch DAS Vakuum
2) Eine CPU erzeugt im normalen Betrieb DEUTLICH mehr Abwärme als sie selber in Form von Strahlung jemals abgeben kann. Ein die CPU umgebendes Medium (Luft, Metall) ist notwendig, damit die Strahlung in Form von Konvektion abgeführt werden kann. Der Unterschied zwischen reiner Strahlung und Konvektion bewegt sich im Bereich mehrerer Zehnerpotenzen. Um also eine aktuelle Intel-CPU durch reine Wärmestrahlung "kühlen" zu können, müsste man die Taktfrequenz auf das Niveau eines Pentium 1 reduzieren und dazu die Spannung massiv senken. Macht man das nicht, heizt sich die CPU nach und nach soweit auf, bis die CPU bei weit über 200 Grad Celsius restlos zerstört wird.

Ergänzung (5. November 2018)

Genauso wird ein Mensch überhitzen, der sich ohne Schutzausrüstung ins Weltall begibt, anders als Hollywood uns weismachen will.

Nicht unbedingt! Aufgrund der Tatsache, dass Wasser bei fehlendem Luftdruck bei Raumtemperatur gasförmig wird, würde jegliches Wasser im Menschen auf der Stelle zu kochen anfangen (da platzen dann sämtliche Blutgefäße) und infolgedessen würde der Mensch auf der Stelle bis unter den Gefrierpunkt abkühlen. Zum Verdampfen benötigt das Wasser schließlich Wärme und die entzieht es dem umgebenden Körper.

Ergänzung (5. November 2018)

Und wenn du aus deinem Anzug aussteigst, sollten deine Flüssigkeiten "explodieren", da sämtliche Gase in den luftleeren Raum fliegen möchten (Also werden alle Flüssigkeiten gasförmig, das Blut sollte als "kochen")
Und dabei wird man durch Wärmeabstrahlung so schnell ausgekühlt, das man recht schnell zum Eisblock wird...

Die "Abkühlung" (das Wort "Kälte" existiert in der Physik übrigens gar nicht) geschieht nicht durch Wärmestrahlung (das dauert um Zehnerpotenzen länger), sondern durch den Phasenübergang des Aggregatzustandes von flüssig nach gasförmig.

 

[Wattwanderer]

Arg sorry.

VakuUM müsst man nicht einmal nachschlagen.

 

[Weyoun]

Wieso soll im All die Anforderung höher sein als am Boden?

Ich sage nur eines: HARTE STRAHLUNG im All!!!
Ohne schützende Atmosphäre (und bei hohen Entfernungen von der Erde ohne schützendes Magnetfeld) ist die Strahlung im Bereich der UV und Röntgenstrahlung (zudem noch die nochmals härtere kosmische Strahlung) auf einem Niveau, welches die CPUs mit zu kleinen Strukturbreiten unweigerlich falsch rechnen und zudem massiv altern lassen würde. Deswegen gibt es im Bereich Luft- und Raumfahrt auch heute nahezu ausschließlich Prozessoren und ASICs mit Strukturbreiten im dreistelligen nm-Bereich (im Extremfall bei Satelliten sogar in µm-Bereich).

Ergänzung (5. November 2018)

Und bezüglich Strahlung: Box mit Blei verkleiden, Laptop ohne Monitor reinstecken bzw. einen barebone und das Kabel an ein Monitor im Raumschiff anschließen.

Blei ist kein Allheilmittel.
1) Sehr schwer (jedes kg kostet Geld und vermindert weiteres Equipment, das mit der gleichen Fracht mit hochgeschossen werden kann)
2) Es gibt Sensoren (die ja von ASICs und Prozessoren angesprochen werden), die eben nicht verkleidet werden dürfen, da die Sensoren sonst nichts messen könnten. Also kann man nicht alles blindlings verkleiden.

 

[psYcho-edgE]

Welche Anwendungsbereiche gibt es denn die so dringend auf niedrige Latenzen angewiesen sind, dass man die Rechner am teuersten denkbaren Standort verfrachtet?

Kurz gesagt: die sammeln dort oben tausende Daten für wissenschaftliche Forschung am Tag und dürfen den Mist dann per alter 786k-Leitung mit 0.5-2 Sekunden(!) Ping runterschicken, damit ein Supercomputer den Spaß auswertet. Es kommt einfacher die Berechnungen schon vor Ort zu machen und die aufbereiteten Daten nach unten zu schicken, dann blockiert man nämlich nicht auch andere Kommunikation.

 

[Wadenbeisser]

Kontrabeispiel: Schonmal in der Sauna gewesen? Trockene 100°C sind weit leichter zu ertragen als sehr feuchte 80°C, weil in der trockenen Umluft erheblich weniger Moleküle an deine Haut gelangen.

Ähm...nein, die trockenen 100 °C fühlen sich kühler an weil sie durch die Verdunstungskälte des Schweises für dich kühler sind. In der Sauna ist die Luft hingegen so gesättigt das kaum noch etwas davon verdunsten und damit auch kaum kühlen kann.

 

[BVZTIII]

Ähm...nein, die trockenen 100 °C fühlen sich kühler an weil sie durch die Verdunstungskälte des Schweises für dich kühler sind.

Klar, weil Ich auch innerhalb von 5 Sekunden Schweiß produziere
Auch weiter oben schon erwähnt.

Gegenfrage: Warum fühlen sich 4°C Wasser kälter an als 4°C Luft?

 

[Mega-Bryte]

Der Spaceborne Computer basiert auf dem System HPE Apollo 40.

Ihr verlinkt auf die Apollo 4000 Serie. Die Apollo sx40 oder pc40 Serie gibt es hier:

sx40 ... https://www.hpe.com/de/de/product-c...ms/pip.hpe-apollo-sx40-server.1010032496.html
pc40 ... https://www.hpe.com/de/de/product-c...ms/pip.hpe-apollo-pc40-server.1010032489.html

Typischer Schnellschuß von CB

 

[psYcho-edgE]

Das ist das lustige am Weltraum / Vakuum. Es ist technisch gesehen saukalt, wirkt aber physikalisch nicht so. Da es auf einen Kubikmeter gesehen vielleicht ein Dutzend Atome gibt, an die Du Wärme abgeben könntest, wird das Ding ziemlich schnell überhitzen. In unserer Luft sprechen wir von Zwanzigerpotenzen.

Das ist doch Blödsinn. Wärmestrahlung braucht kein Medium. Sonst wären die sonnenzugewandten Seiten von Planeten auch kalt. Weiterhin widerspricht das der Enthropie.

 

[Weyoun]

Das ist doch Blödsinn. Wärmestrahlung braucht kein Medium. Sonst wären die sonnenzugewandten Seiten von Planeten auch kalt. Weiterhin widerspricht das der Enthropie.

Ich glaube, ihr beiden redet aneinander vorbei. Fakt ist aber, dass man via Wärmestrahlung DEUTLICH weniger Energie übertragen kann also via Konvektion (mittels einen wärmeleitenden Mediums).

Versuch mal, die Hand 1 cm über eine mit voller Pulle heizenden Herdplatte zu halten. Das wirst du nicht lange durchhalten. Gäbe es aber keine Luft als Wärme leitendes Medium, dann würde so gut wie keine Energie mehr an deiner Hand ankommen (vorausgesetzt, deine Hand würde das Vakkum vertragen) und du würdest so gut wie keine Wärme spüren.

 

[demonicron]

Ich dachte das liegt daran das du bei feuchter luft kein schweiß mehr Produzieren kannst, und somit überhitzt also den Körper nicht mehr Kühlst? Bei Trockener Luft schwitzt du wiederum mehr, was dein Körper wieder stärker kühlt

Du schwitzt bei beiden erstmal gleich, nur kann der Schweiß bei hoher Luftfeuchtigkeit nicht oder nur sehr schlecht verdunsten.

 

[Nureinnickname!]

Du schwitzt bei beiden erstmal gleich, nur kann der Schweiß bei hoher Luftfeuchtigkeit nicht oder nur sehr schlecht verdunsten.

Ja Stimmt mein fehler, danke für die Korrektur

 

[Corros1on]

Das größte Problem blebt die Schwerelosigkeit, die Dinge die auf der Erde als selbstverständlich gelten sind in der Schwerelosigkeit undenkbar oder nur unter großem Aufwand.

Es gibt ja den Witz, dass die USA 1Mio$ für die Entwicklung für den Kugelschreiber der auch in der Schwerelosigkeit funktioniert, herauskam der Space-Pen (Tintenkartusche steht unter Druck, weil ein normaler Kugelschreiber auch nur mit der Schwerkraft funktioniert) und die Russen setzten weiter auf einen Bleistift.
Auch die USA hatten Bleistifte an Bord und die Russen haben sehr schnell auf Wachsmalstifte gewechselt, weil das in den Bleistiften enthaltene Graphit elektrisch leitet und aus Ermangelung einer Schwerkraft überall in einem kleinen Raum verteilt und durch die Lüftung zu elektrischen Bauteilen dringen kann.

Eine Wasserkühlung müsste in der Schwerelosigkeit ein komplett geschlossenes System sein ohne Luftblasen und der gleichen.

Ich vermute mal, dass die Wasserkühlung ähnlich wie bei einer herkömmlichen Wasserkühlung nur die CPU und Gpu umspülen und der wärmetausch über Radiatoren in der Stationsumgebung stattfindet. Wäre ja selten dämlich bei jeder Reparatur oder Wartung einen Raumspaziergang zu machen, der schon alleine ein hohes Risiko darstellt.

Man muss im All an Dinge denken, die weitergehen als gute Reparierbarkeit, da werden abstruse Szenarien berücksichtigt und noch bei Plan Z unzählige weitere Pläne in der Hinterhand, weil man kann nicht mal eben so in die nächste Rakete steigen oder Ersatzteile mit Amazon Overnight liefern lassen. Spätestens bei Mars-Missionen werden diese Vorkehrungen und Pläne eine essentielle Rolle spielen. Der Film "The Martian" zeigt wie sehr man am Arsch (sorry) ist, wenn was passiert.

 

[Ecki815]

Versuch mal, die Hand 1 cm über eine mit voller Pulle heizenden Herdplatte zu halten. Das wirst du nicht lange durchhalten. Gäbe es aber keine Luft als Wärme leitendes Medium, dann würde so gut wie keine Energie mehr an deiner Hand ankommen (vorausgesetzt, deine Hand würde das Vakkum vertragen) und du würdest so gut wie keine Wärme spüren.

Das trifft vielleicht in niedrigen Temperaturbereichen zu. Aber ab etwa 800°C hat die Wärmestrahlung einen deutlich höheren Einfluss (Stefan Bolzman Gesetz mit T^4).

Interessant finde ich immer wie viel Geld in Weltraumforschung gesteckt wird, obwohl gleichzeitig bestimme Gebiete der Erde noch fast unerforscht sind (Tiefsee).

 

[DarkInterceptor]

radiator draussen aufhängen und passiv (aktiv geht ja nicht aus bekannten gründen) kühlen.
bei ~-270°C aussentemperatur muss man sich wenig gedanken um überhitzung machen.
ich weis nur nicht wie niedrig die temperatur im erdnahen orbit ist bzw wenn die sonne draufscheint.

 

[BVZTIII]

Das ist doch Blödsinn. Wärmestrahlung braucht kein Medium. Sonst wären die sonnenzugewandten Seiten von Planeten auch kalt. Weiterhin widerspricht das der Enthropie.

Sorry, bin heute 'n bisschen träge und hab's nicht genau genug formuliert. Die Sonne kann dir aber per Strahlung nur Wärme zuführen, diese aber nicht aufnehmen. Und es ging im Ursprungsbeitrag darum, wie kalt es im Weltraum sei. Für den Rest, siehe Weyouns Beitrag.

Interessant finde ich immer wie viel Geld in Weltraumforschung gesteckt wird, obwohl gleichzeitig bestimme Gebiete der Erde noch fast unerforscht sind (Tiefsee).

Naja, gegen das Vakuum kann man sich auch deutlich einfacher schützen als gegen mehrere hundert Bar Druck

 

[Corros1on]

~-270°C aussentemperatur

Im Vakuum gibt bzw. kann es keine Außentemperatur geben, da ist nix was man messen könnte.
Außerdem durch eine Kühlung über die Außenhaut würde die Strahlung über die Flüssigkeit ins Innere gebracht, die man bekanntlich nicht haben möchte.
Zumal die Wärmeenergie ungenutzt abgeleitet, die auch hervorragend als zusätzliche Heizung dienen könnte, was man auf der Erde schon tut.

Auch wenn es verlockend ist die Kühlung über ein Hochvakuum laufen zu lassen ist es gerade in einer autarken Umgebung ist Energiesparend wichtiger denn je.