الإطلاق الذي صنع التاريخ
في تمام الساعة ١٢:٠٧ مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة، انطلقت مهمة الشحن NG-20 التابعة لشركة نورثروب غرومان من منصة الإطلاق في منشأة والوبس للطيران، حاملةً في حجرة حمولتها شيئًا استثنائيًا. من بين التجارب العلمية وإمدادات الطاقم، كان هناك ١٣٠ تيرابايت من وحدات التخزين المتطورة من كيوكسيا، وهي تقنية من شأنها إحداث ثورة في كيفية معالجة البيانات في الفضاء.
لم تكن هذه مجرد مهمة إمداد أخرى، بل كانت بداية عصر جديد في الحوسبة الفضائية.
حل تحدي تخزين المساحة
لطالما كان التخزين الفضائي يعني الاختيار بين السعة والموثوقية. عادةً ما توفر محركات الأقراص المُعززة ضد الإشعاع سعة محدودة - غالبًا أقل من 500 جيجابايت - مع توفير المتانة اللازمة لبيئات الفضاء. أما محركات الأقراص التجارية، فتوفر سعة أكبر بكثير، ولكنها غير مصممة لظروف الفضاء القاسية.
يعتمد نهج Kioxia على محركات أقراص SSD ذات جودة تجارية مع ميزات موثوقية محسنة تم تحسينها خصيصًا لتطبيقات الفضاء.
الأداء الحالي:
- سعة تخزين إجمالية تبلغ 130 تيرابايت عبر 16 محرك أقراص
- أنواع متعددة من محركات الأقراص لمتطلبات أحمال العمل المختلفة
- تشغيل مستمر لأكثر من 18 شهرًا دون أي أعطال
- تحسينات كبيرة في سرعة المعالجة مقارنة بالبدائل القائمة على الأرض

التكنولوجيا وراء النجاح
تستخدم محركات الأقراص تقنية BiCS FLASH 3D NAND من Kioxia، والتي توفر العديد من المزايا لتطبيقات الفضاء:
هندسة معمارية ثلاثية الأبعاد مكونة من 218 طبقة
يتم تكديس خلايا الذاكرة عموديًا بدلاً من نشرها أفقيًا، مما يؤدي إلى إنشاء تخزين أكثر قوة يتحمل الإشعاع ودرجات الحرارة القصوى بشكل أفضل.
تقنية CBA (مجموعة CMOS المرتبطة)
يتم تصنيع مجموعات الذاكرة ودوائر التحكم بشكل منفصل ثم ربطها معًا، مما يؤدي إلى تحسين كل مكون بشكل مستقل لتحقيق أداء وموثوقية أفضل.
تصحيح الأخطاء المتقدم
يمكن للخوارزميات المضمنة اكتشاف أخطاء بت متعددة لكل قطاع بيانات وتصحيحها، مما يوفر حماية تلقائية لسلامة البيانات.
التطبيقات والنتائج الحقيقية
تدعم أنظمة التخزين العديد من الأنشطة البحثية والتشغيلية على متن محطة الفضاء الدولية:
معالجة البيانات العلمية
يمكن الآن تحليل بيانات الأبحاث التي كانت تتطلب في السابق ساعات من التنزيل والمعالجة على الأرض على متن المركبة الفضائية في دقائق، مع ضغط النتائج ونقلها بسرعة.
الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي
وتقوم الأنظمة بتشغيل نماذج التعلم الآلي لتحليل بلورات البروتين، وتحسين نمو النباتات، ومراقبة صحة رواد الفضاء مباشرة على المحطة.
مراقبة الأرض
يمكن معالجة صور الأقمار الصناعية وبيانات مراقبة الأرض في الوقت الفعلي، مما يتيح تحليلًا أسرع للتطبيقات مثل الاستجابة للكوارث.
تكوين التخزين والأداء
مكونات النظام
- 4 أقراص SSD من سلسلة PM6 Enterprise → سعة 30.72 تيرابايت لكل منها (تخزين بيانات مجمع)
- 8x XG6 Series NVMe SSDs → سعة 1 تيرابايت لكل منها (تطبيقات عالية الأداء)
- 4 أقراص SSD من سلسلة RM7 Value → سعة 960 جيجابايت لكل منها (احتياجات التخزين العامة)
المواصفات الرئيسية
- السعة الإجمالية: 130+ تيرابايت
- كفاءة الطاقة: تحسن بنسبة 60% عن الجيل السابق
- نطاق درجة حرارة التشغيل: من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
- تحمل الإشعاع: مصمم للتعامل مع مستويات البيئة الفضائية

من رواد ذاكرة الفلاش إلى تطبيقات الفضاء
يعتمد مسار Kioxia لتخزين الفضاء على عقود من تطوير ذاكرة الفلاش:
الجدول الزمني للشركة:
- 1987: تم تطوير تقنية ذاكرة الفلاش NAND في شركة توشيبا
- 2019: أصبحت شركة Toshiba Memory شركة Kioxia Corporation
- 2023: إقامة شراكة مع شركة HPE لتطبيقات الفضاء
- 2024: نشر ناجح لمحطة الفضاء الدولية واستمرار التشغيل
وتستغل الشركة مكانتها باعتبارها الشركة الرائدة في تصنيع فلاش NAND لتكييف التكنولوجيا الأرضية المثبتة للبيئات الفضائية.
النجاح التشغيلي
تعمل أنظمة التخزين باستمرار منذ نشرها، مُلبِّيةً المتطلبات الصارمة للحوسبة الفضائية. يُلغي تصميم الحالة الصلبة المكونات الميكانيكية التي قد تكون عُرضةً للاهتزازات والدورات الحرارية التي تحدث في المدار.
وتؤكد بيانات القياس عن بعد اليومية أن الأنظمة تواصل العمل ضمن المعايير الطبيعية، مما يثبت صحة نهج استخدام التكنولوجيا التجارية ذات الميزات المحسنة للمساحة.
تأثير الصناعة والتطبيقات المستقبلية
يُظهر هذا النشر قدرة تقنيات التخزين التجارية على تلبية متطلبات المساحة مع توفير سعة تخزينية أعلى بكثير من الحلول التقليدية المُعززة بالمساحة. ولهذا النهج آثار على:
- مجموعات الأقمار الصناعية القادمة تتطلب تخزينًا عالي السعة وفعّالاً من حيث التكلفة
- مهمات الفضاء العميق حيث تكون قدرات تخزين البيانات ومعالجتها بالغة الأهمية
- تطبيقات الفضاء التجارية التي تحتاج إلى تخزين موثوق وعالي الأداء
- البنية التحتية الفضائية المستقبلية بما في ذلك البعثات القمرية والمريخية المحتملة

المواصفات الفنية
سلسلة PM6 Enterprise
- السعة: 30.72 تيرابايت لكل محرك أقراص
- الواجهة: SAS 12Gb/s
- القدرة على التحمل: 1 DWPD لمدة 5 سنوات
- استهلاك الطاقة: 25 وات كحد أقصى
سلسلة XG6 NVMe
- السعة: 1 تيرابايت لكل محرك أقراص
- الواجهة: PCIe 3.0 x4
- أداء القراءة: ما يصل إلى 3180 ميجابايت/ثانية
- استهلاك الطاقة: 7 وات كحد أقصى
قيمة سلسلة RM7
- السعة: 960 جيجابايت لكل محرك أقراص
- الواجهة: SAS 12Gb/s
- متوسط الوقت بين الأعطال: 2 مليون ساعة
- استهلاك الطاقة: 11 وات كحد أقصى
يواصل نشر محطة الفضاء الدولية إظهار جدوى تكنولوجيا التخزين التجارية في البيئات الفضائية، ودعم الأبحاث والعمليات الجارية مع توفير بيانات قيمة لتطبيقات تخزين الفضاء المستقبلية.