造價 100 億美元的 James Webb 太空望遠鏡只有 68GB 的 SSD

James Webb Space Telescope
James Webb Space Telescope

造價 100 億美元,而且在 2021 年底升空的 James Webb 太空望遠鏡(JWST),想必有著最高端先進的存儲吧?有些出乎意料的是,據 IEEE Spectrum,JWST 上只有個 68GB 的 SSD,足以儲存一天份的照片,但不會超出太多。

這背後的理由主要有兩個。首先,是 JWST 處在離地球約 150 萬公里處,無法像位處低地軌道哈伯一樣,靠著後續的維修任務進行升級。因此 JWST 的存儲裝置在一開始設計時,就要能耐受 -223 攝氏度的超低溫,並且能承受外太空的宇宙射線衝擊。這些要求讓它不像一般的家用 SSD 那麼容量生產,而是要專門設計的太空用 SSD,並且經過相當嚴格的認證過程。

另一個因素,則是受限於通訊。JWST 和地球間透過 25.9GHz 的 Ka 頻段,理論上可以達到 28Mbps 的速度,但每天只有兩個 4 小時的窗口可以和地球進行通訊。這兩個窗口每天大約可以各傳輸 28.6GB 的資料,因此一天的上限大約也就是 57GB 左右,這也就成了 JWST 收集資料的瓶頸,即使望遠鏡本身內部的資料控制系統可以達到 48Mbps 也沒有用。不過話雖如此,57GB 依然是遠大於哈伯的一日 1~2GB 就是了,即使哈伯就在離地 400 公處。

因此 JWST 在設計時是估計在使用壽命的 10 年後,68GB 的 SSD 還要能剩下約 60GB 的可用空間,這包括了每日的 57GB 需求,以及一點空間來存放工程與遙測資訊。超過 10 年之後怎麼辦就不在設計時的考量中,屆時可能就要看實際剩餘空間、望遠鏡主鏡的損壞狀況(在外太空主鏡會時常受到微隕石的撞擊)、維持軌道的剩餘燃料、以及望遠鏡的整體健康狀況,再來看任務能延長多久了。

不過,就算說 68GB 是完成任務的最低需求,且它並非一般的 SSD,但多帶一顆備用應該不是個壞主意吧?除了提供萬一 SSD 故障時的備援之外,未來通訊技術如果能有所提升的話,說不定一天是能收集更多資料傳回的。100 億都花下去了,應該不差這一點成本吧…

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