Un equipo de investigadores del Instituto de Automática e Informática Industrial (ai2) de la Universidad Politécnica de Valencia ha desarrollado un software que ayuda a mejorar la fiablidad, robustez y seguridad de los equipos aeroespaciales, como los satélites. Se trata de un hipervisor (XtratuM) que próximamente utilizará el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia. “El hipervisor es un sistema operativo mínimo (microkernel) que permite ejecutar varios entornos de ejecución sobre un mismo procesador. Cada entorno de ejecución incluye aplicaciones y su propio sistema opertivo”, explica Alfons Crespo, investigador del ai2.
Este hipervisor desarrollado íntegramente en los laboratorios de la UPV permite usar simultáneamente distintos sistemas operativos en un mismo computador. La tecnología implementada por estos investigadores valencianos ayuda a ejecutar diferentes aplicaciones, optimizando el rendimiento de los equipos y reduciendo los costes de mantenimiento, y a controlar con mayor eficiencia la seguridad en el funcionamiento del satélite.
El grupo de sistemas de tiempo real del Instituto ai2 ha desarrollado este software para sistemas empotrados o embarcados. Un sistema empotrado es un sistema con un procesador que trabaja con otros sistemas para realizar un control completo de un proceso. Los ejemplos son cercanos: en un automóvil hay varios sistemas de control encargados de distintos sistemas del coche. Así, un sistema empotrado se encarga del control de la inyección, otro del sistema de frenado, otro del sistema de confort, etc. Un coche actual de gama alta puede tener desde 10 a 30 unidades de control o sistema empotrados. En el caso aeronáutico o espacial ocurre lo mismo; un satélite pequeño puede tener alrededor de 100.
En el caso de los satélites, las aplicaciones que se ejecutan van desde el control de los distintos dispositivos del propulsión, localización, comunicación con tierra, etc. del satélite, a aplicaciones científicas que se llevan a cabo en el propio satélite.
Beneficios: coste, energía y seguridad
Un beneficio directo del uso de un hipervisor es la reducción del número de sistemas. Si sobre una misma placa se ejecutan varios sistemas que antes requerían varios procesadores, la reducción de coste es directa. Pero los beneficios no son sólo económicos, la reducción del número de placas de procesador incide directamente en la cantidad de energía consumida aspecto que en los satélites es fundamental. Además, el hipervisor añade mecanismos para aumentar significativamente la seguridad de funcionamiento de los sistemas, pudiendo reparar automáticamente sistemas que produzcan fallos.
Uno de los aspectos fundamentales en todos estos sistemas es que responden a lo que se denomina sistemas críticos. Sistemas en los que un fallo puede afectar a la seguridad de las personas o de los equipos que controlan. “Desde este punto de vista, el hipervisor desarrollado por nuestro grupo (XtratuM) ha sido diseñado especialmente para sistemas de tiempo real críticos. Este aspecto, lo diferencia de los hipervisores que existen comercialmente para PCs”, destaca Alfons Crespo.
XtratuM es el resultado de varios años de investigación y desarrollo. Recientemente, se ha adaptado al tipo de procesadores que se usan en el sector espacial (LEON). Esta adaptación ha sido financiada por el CNES (Centre Nationale d'Estudes Spatiales) ubicado en Tolouse (Francia).
¿Cómo el clima terrestre puede afectar el espacial? El pasado septiembre, el Experimento de Ondas Atmosféricas de la NASA registró enormes oleadas en la atmósfera, producidas por el huracán Helene. Esta información es clave para entender cómo estos fenómenos pueden interrumpir satélites y otras tecnologías.
Investigadores de Países Bajos han desarrollado una estrategia de seguimiento de rutas basada en estos insectos para aplicarla en robots ligeros, que pueden así recorrer largas distancias sin necesitar grandes exigencias computacionales.
