- Las computadoras espaciales priorizan fiabilidad y resistencia frente a potencia bruta, con hardware veterano y chips endurecidos contra radiación.
- Misiones históricas como Apolo, Voyager o Hubble usan procesadores muy modestos, mientras en Tierra la NASA recurre a supercomputadores como Aitken.
- Linux, RTOS y frameworks como ROS dominan en sistemas críticos y robóticos, con fuertes medidas de redundancia, copias de seguridad y seguridad informática.
- La computación en órbita avanza con clústeres de satélites como los de Kepler, abriendo la puerta a procesar datos y ejecutar IA directamente en el espacio.
Las computadoras en el espacio son mucho menos glamuriosas de lo que solemos imaginar cuando pensamos en naves ultrafuturistas, hologramas y paneles táctiles por todas partes. Detrás de cada misión, desde el Apolo XI hasta las sondas interestelares y los superordenadores de la NASA, hay máquinas modestas, procesadores veteranos y un montón de ingeniería orientada a la fiabilidad, no al postureo tecnológico.
Hoy, coincidiendo con el Día Internacional del Vuelo Humano al Espacio, es un buen momento para asomarnos al interior de estas máquinas: qué hardware llevan, qué sistemas operativos usan, cómo se protegen frente a la radiación, qué pasa cuando hay un fallo a millones de kilómetros y cómo encaja todo eso con el auge de la computación en órbita y los centros de datos espaciales.
Del panel lleno de luces al portátil flotando en la ISS
El nivel de informatización de las misiones espaciales no ha parado de crecer: lo que antes eran paneles repletos de interruptores y relojes ahora son pantallas, buses de datos y portátiles flotando en microgravedad. Sin embargo, al contrario de lo que mucha gente piensa, la electrónica de a bordo va varios pasos por detrás de los ordenadores domésticos más modernos.
Si te plantas delante de la unidad de control de una nave actual, seguramente te parezca hasta fea: una caja metálica pesada, sin pantalla, sin USB y muchas veces sin teclado, solo con conectores de colores y tornillos. Nada de RGB ni cristales templados; ese aspecto recuerda a un verdadero PC de la NASA. El motivo es simple: la prioridad absoluta es la fiabilidad del sistema, no la estética ni el rendimiento bruto.
Estos equipos se diseñan con una arquitectura modular: cada módulo de procesador, memoria o entrada/salida se puede extraer y sustituir con rapidez. Esa filosofía de diseño es clave porque la electrónica en órbita sufre el bombardeo constante de radiación cósmica, cambios bruscos de temperatura y vibraciones extremas en el lanzamiento, condiciones en las que un portátil de consumo no duraría ni un suspiro.
En la Estación Espacial Internacional (ISS) hay docenas de ordenadores distribuidos, algunos en el interior, otros montados en el exterior. En los que están fuera, cualquier reparación obliga a una actividad extravehicular: un paseo espacial para cambiar un módulo que, en la Tierra, igual sería un simple swap de tarjeta en un rack.
Cada año se sustituyen o se revisan en la ISS alrededor de una veintena de equipos afectados por radiación, envejecimiento o pequeños fallos que en un entorno espacial pueden tener consecuencias muy serias.
Hardware espacial: menos potencia, mucha más resistencia
Una de las primeras sorpresas cuando uno se mete en este mundo es descubrir que la ISS sigue usando procesadores Intel 80386SX en muchos de sus sistemas de control. Sí, el mismo tipo de chip que montaban los PC domésticos de hace unas cuantas décadas, muy lejos de los multicore actuales.
Comparado con un procesador moderno, ese 80386SX es una tortuga, pero en el espacio el rendimiento bruto importa bastante menos que la madurez y el consumo energético. La mayor parte de las tareas críticas —control de actitud, gestión de telemetría, comunicaciones básicas— se resuelven con recursos modestos. Ya se diseñaron y ejecutaron las misiones Apolo con ordenadores infinitamente más limitados, así que no hace falta un monstruo de cálculo para pilotar una nave.
La razón principal de este aparente atraso es el ciclo de vida de estos sistemas: una computadora espacial puede tardar décadas en pasar del diseño a volar de verdad. Cuando por fin despega, el procesador que integra ya hace mucho que está descatalogado en el mercado de consumo, pero tiene a su favor miles de horas de pruebas y un comportamiento sobradamente conocido.
Además, un chip antiguo suele consumir menos energía, un factor vital cuando cada vatio cuenta en una nave o un satélite. Sumemos a eso que la radiación tiende a castigar más cuanto más pequeños y densos son los transistores, y de pronto tiene sentido seguir apostando por tecnología considerada “obsoleta” en la Tierra.
La filosofía es clara: cuanto más simple, mejor. Los ordenadores de a bordo suelen limitar el conjunto de operaciones que pueden ejecutar. Cuanto más acotado está el comportamiento del sistema, más fácil es analizarlo, certificarlo y prever qué pasará ante cualquier entrada o fallo.
Del Apolo al Hubble: joyas históricas de la informática espacial
Si miramos hacia atrás, el caso del Apollo Guidance Computer (AGC) es paradigmático. Aquella pequeña caja fue el cerebro de las misiones Apolo: contaba con tan solo 2 KB de RAM y 36 KB de ROM, trabajando a unos 2 MHz. Dicho tal cual, un simple microordenador de los años 80 o incluso una calculadora avanzada actual le pasaría por encima.
Y, sin embargo, con ese hardware tan humilde se gestionaron maniobras de inserción lunar, navegación, guiado y control en tiempo real. No había margen para florituras: todo el software estaba escrito a conciencia, exprimido hasta el último bit y pensado para responder de forma determinista en tiempo real.
Otro ejemplo mítico son las sondas Voyager 1 y Voyager 2. Lanzadas en 1977, siguen enviando datos desde los confines del Sistema Solar. A bordo llevan varios ordenadores especializados: algunos para control de actitud y navegación, otros dedicados a la toma y procesado inicial de datos científicos.
Entre ellos destacaba el sistema de control tipo Viking CCS, con unos 70 KB de RAM, que en su momento fue un salto gigante frente al AGC. Aún así, hoy cualquier móvil low cost tiene más memoria, más frecuencia de reloj y más capacidad gráfica, pero ninguno aguantaría décadas en el espacio interestelar recibiendo dosis brutales de radiación.
En Tierra, el centro que se comunica con las Voyager todavía mantiene operativo un IBM 360/75, un mainframe con unos 256 KB de RAM y una frecuencia cercana a los 7 MHz, para seguir siendo compatible con los protocolos y formatos originales de las sondas. El problema ya no es solo el hardware: también resulta complicado encontrar ingenieros que dominen lenguajes de programación y sistemas operativos de esa época.
El telescopio espacial Hubble es otro caso emblemático. Lanzado a principios de los 90, durante años trabajó con un ordenador DF-224, una plataforma muy popular en misiones de la época. Dependiendo de la configuración, contaba con entre 8 y 48 KB de memoria y una velocidad de unos 1,25 MHz. Para aligerar la carga, la NASA llegó a añadirle un coprocesador Intel 386 a 15 MHz, que en los 80 era una barbaridad y hoy suena casi entrañable.
Las misiones más recientes, como el programa Orión dentro de ARTEMIS, ya integran procesadores más reconocibles: el módulo de navegación central se basa en un IBM PowerPC 750FX, el mismo tipo de chip que montaban portátiles Apple iBook G3 hacia 2003. Orión lleva tres ordenadores redundantes —uno principal y dos de respaldo— que pueden reiniciarse en unos 20 segundos; durante ese tiempo, otro equipo asume las funciones para que ninguna tarea crítica quede desatendida. La NASA estima que la probabilidad de que fallen los tres a la vez es despreciable.
Radiación, chips “RD” y por qué no vale cualquier CPU
En el espacio el gran enemigo de la electrónica es la radiación ionizante: partículas energéticas capaces de corromper bits en memoria, alterar el estado de un transistor o incluso freír literalmente un chip. Por eso existen los llamados semiconductores Radiation Hardened (RD) o endurecidos contra radiación.
Estos chips están diseñados y fabricados para soportar dosis acumuladas del orden de miles o decenas de miles de Gray sin pérdidas catastróficas. Para lograrlo se emplean distintas estrategias: encapsulaciones especiales, capas adicionales de metal, geometrías más grandes, materiales más resistentes e incluso embalajes de vidrio sellado o resinas epoxi que actúan como escudo.
Todo eso se combina con técnicas de diseño orientadas a la robustez: líneas de alimentación dimensionadas para soportar más calor, masa térmica adicional en el encapsulado, materiales con mejor comportamiento a alta temperatura y un control extremo de contaminantes, polvo o descargas electrostáticas en las fases de fabricación.
Aunque muchos satélites y rovers han llegado a volar con procesadores Zilog Z80 o derivados, los chips más habituales hoy en misiones exigentes son variantes “space grade” de arquitecturas más potentes, como el BAE RAD750, basado en PowerPC 750 y preparado específicamente para entornos de radiación elevada.
A nivel de sistema, además, se añaden protecciones lógicas: memoria con ECC, sistemas de paridad, watchdogs que reinician módulos si detectan comportamientos anómalos, software tolerante a fallos con redundancia temporal o espacial y múltiples ordenadores trabajando en paralelo para compararse entre sí.
Sistemas operativos: del Windows de oficina al Linux endurecido
El “qué” corre sobre todo este hardware es casi tan interesante como el propio hardware. En la parte crítica, la que gobierna motor, orientación, comunicaciones vitales, se utilizan sistemas operativos de tiempo real (RTOS). Este tipo de sistemas sacrifican funciones avanzadas para ofrecer tiempos de respuesta predecibles, sin interrupciones inesperadas ni pausas de “el sistema está pensando”.
La ISS, sin embargo, también tiene una vertiente más “doméstica”. Cada astronauta dispone de un portátil —tradicionalmente Lenovo ThinkPad— que puede conectarse a distintos subsistemas mediante un bus especial. Durante años muchos de esos portátiles funcionaron con Windows XP, hasta que la NASA decidió migrar funciones clave al ecosistema Linux, concretamente a Debian 6 “Squeeze”, buscando mayor control y capacidad para parchear o adaptar el sistema sin depender tanto de terceros.
Algunos astronautas y equipos científicos usaban ya antes distribuciones como Scientific Linux, derivada de Red Hat y muy popular en laboratorios de alta energía como el Fermilab o el CERN. Con el tiempo fue siendo reemplazada por variantes como CERN CentOS, pero la idea se mantiene: distribuciones Linux con soporte extendido, paquetes muy probados y herramientas pensadas para entornos científicos.
En Tierra, la NASA combina entornos Windows con estaciones de trabajo Linux y hasta Mac. Desde que se descubrió el famoso bug de división del Intel Pentium, se diversificó mucho el parque de hardware. En proyectos como el rover Curiosity, en el Jet Propulsion Laboratory se han visto Mac con OS X corriendo herramientas como Xcode, Parallels Desktop o aplicaciones de procesado de imagen RAW, conviviendo con sistemas Linux y máquinas x86 clásicas.
La llegada de Apple Silicon ha dado algún quebradero de cabeza a equipos que debían portar software técnico legado, pero, en general, la combinación de plataformas permite aprovechar lo mejor de cada ecosistema: drivers, herramientas de ingeniería, entornos de simulación y visualización, etc.
Robots en órbita: ROS, humanoides y asistentes voladores
La exploración espacial ya no es solo cosa de humanos y cajas metálicas. Robots como Robonaut 2 (R2), desarrollado por la NASA en colaboración con General Motors, viajaron a la ISS para probar nuevas formas de asistencia a la tripulación. R2 es un humanoide pensado para realizar tareas sencillas, manipular herramientas y, en el futuro, sustituir a los astronautas en ciertos trabajos de riesgo.
Este tipo de robots aprovechan el ecosistema de ROS (Robot Operating System), un framework de software libre pensado para orquestar comunicaciones entre nodos distribuidos: sensores, actuadores, módulos de planificación y control, algoritmos de visión artificial, etc. No es un sistema operativo al uso, sino una capa de middleware que estandariza mensajes y servicios.
La arquitectura típica de ROS se basa en un nodo maestro que coordina múltiples nodos esclavos, cada uno especializado en una función: control de motores, lectura de cámaras, navegación, etc. La comunicación suele hacerse sobre TCP/IP o HTTP, lo que, en un entorno como la ISS, se integra con la infraestructura de red ya existente.
La gran fuerza de ROS está en su comunidad: miles de desarrolladores contribuyen con drivers, librerías y herramientas, lo que facilita mucho arrancar proyectos complejos sin reinventar la rueda. Y, al ser de código abierto, los equipos pueden auditar y modificar el stack para adaptarlo a las necesidades particulares de una misión espacial.
Además de R2, otros proyectos como los pequeños robots Astrobee, unos cubos autónomos que flotan dentro de la ISS, se han concebido como bancos de pruebas para navegación interior, inspección y ayuda en tareas rutinarias, apoyándose también en Linux y ROS.
Centros de datos y computación en órbita: del concepto a la realidad
Durante años, la idea de montar data centers en el espacio sonaba a ciencia ficción lejana. Se hablaba mucho, se vendían powerpoints espectaculares, pero la realidad era que casi nadie tenía capacidad de desplegar algo serio en órbita. Eso está empezando a cambiar.
La empresa Kepler Communications ha puesto en marcha lo que, a día de hoy, es el mayor clúster de computación operativo en el espacio. No se trata de un gran búnker orbital lleno de racks, sino de una constelación de 10 satélites equipados con unos 40 procesadores Nvidia Orin orientados a Edge Computing, interconectados mediante enlaces láser.
El objetivo de Kepler no es tanto replicar un centro de datos tradicional como ofrecer una red distribuida capaz de mover y procesar datos en órbita casi en tiempo real. Esto cobra mucho sentido cuando los sensores a bordo de satélites generan volúmenes de datos tan grandes que no compensa enviarlos íntegros a Tierra para filtrarlos allí.
Hacer parte del procesado en el espacio permite, por ejemplo, detectar patrones, seleccionar imágenes relevantes o realizar inferencias de IA sin saturar el enlace descendente. Además, abre la puerta a servicios de conectividad y cómputo entre activos espaciales: un satélite puede pasar datos a otro para su procesado, o una misión puede contratar capacidad de cálculo orbital como si fuera una nube “allá arriba”.
En este ecosistema están emergiendo startups como Sophia Space, que quiere desplegar su propio sistema operativo sobre GPU distribuidas en varios satélites de Kepler, coordinando desde Tierra la instalación y configuración del software en un entorno sin contacto físico. Es, básicamente, reproducir tareas rutinarias de un centro de datos (desplegar en seis GPU, en dos nodos distintos) pero con el extra de la latencia, la radiación y la imposibilidad de reiniciar a mano.
En paralelo, otros actores apuntan alto: SpaceX planea una red masiva de satélites orientados a IA, Google prepara experimentos con chips alimentados por energía solar en órbita y Blue Origin ha anunciado constelaciones con miles de satélites. Empresas como Starcloud ya lanzaron nodos con GPU Nvidia H100 y proyectos como Aetherflux apuntan a 2027 para su primer nodo de computación en espacio profundo.
Supercomputación de la NASA y el trabajo diario en la Tierra
Mientras todo esto ocurre en órbita, en la Tierra la NASA opera supercomputadores de última generación para simulaciones aerodinámicas, modelado climático, planificación de trayectorias o análisis de datos científicos. Uno de los más importantes es el supercomputador Aitken, ubicado en el Ames Research Center.
Aitken es una instalación de tipo MSF (Modular Supercomputing Facility) con capacidad para múltiples módulos de computación y almacenamiento. Inicialmente se apoyaba en nodos con Intel Xeon Gold “Cascade Lake”, pero se ha ampliado con racks basados en AMD EPYC “Rome” para incrementar la potencia de cálculo.
En cifras, hablamos de más de 300.000 núcleos de CPU, alrededor de 1,27 PB de memoria principal y un rendimiento teórico por encima de 13 PFLOPS, de los que unos 9 PFLOPS se consiguen en pruebas LINPACK, colocándolo entre los cien superordenadores más potentes del mundo. El sistema se organiza sobre tecnologías HPE, redes InfiniBand de alta velocidad y sistemas de ficheros masivos.
El sistema operativo elegido es SUSE Linux Enterprise Server, con planificador de tareas Altair PBS Professional y toolchains de compilación como Intel y GNU GCC, con lenguajes como C++ y FORTRAN dominando en los códigos científicos. Es el otro lado de la moneda: mientras en el espacio se usan procesadores modestos, en el suelo la NASA combina clusters gigantescos para simular cada detalle antes de lanzar nada.
Para el trabajo de oficina, control de misiones y tareas diarias, la agencia utiliza estaciones de trabajo más convencionales: portátiles y equipos de sobremesa de marcas como Lenovo (ThinkPad, ThinkStation) y HP (ZBook), generalmente con Windows 10 u 11, aunque hay excepciones con Linux y macOS dependiendo del equipo y las necesidades específicas.
Datos, copias de seguridad y miedo a perder información irrepetible
La exploración espacial es cara: años de trabajo, equipos enormes y presupuestos multimillonarios para lanzar una sola misión. Que un fallo tonto provoque la pérdida de datos puede arruinar buena parte de ese esfuerzo, incluso aunque la nave siga viva.
Por eso las arquitecturas de almacenamiento en el espacio se diseñan con mucha redundancia. Es habitual que la misma información se guarde en varios tipos de medios a la vez: memorias flash, cintas magnéticas, bancos de EEPROM, etc. La lógica es la misma que cuando guardas tus fotos en un disco externo y en la nube, pero elevada al máximo nivel de exigencia.
Además, casi todo sistema crítico incorpora rutas alternativas: si el canal principal de telemetría falla, hay caminos de respaldo para seguir recibiendo al menos datos básicos de salud de la nave. En sondas muy lejanas, se ajusta incluso la tasa de datos y la modulación para adaptarse a condiciones de señal cada vez peores.
En Tierra, la NASA y otras agencias mantienen réplicas completas del hardware de vuelo en laboratorios: son bancos de prueba que permiten recrear fallos observados en la nave real. El caso de Voyager 2 es famoso: en 2010 empezó a enviar datos corruptos y, gracias a la réplica de laboratorio, se descubrió que un sector de memoria se había dañado. Prepararon un parche de software, lo transmitieron vía radio y la sonda volvió a operar con normalidad.
Ese mismo enfoque se ha empleado con rovers marcianos como Spirit o Opportunity, que han recibido actualizaciones de firmware, cambios de lógica de gestión de energía y correcciones de bugs sobre la marcha. La idea de que “el software se actualiza en remoto” cobra un nuevo significado cuando el dispositivo está a millones de kilómetros.
Seguridad, malware y la vida digital de los astronautas
Los astronautas no viven aislados: tienen acceso a Internet, correo, videollamadas y servicios varios para mantenerse en contacto con sus familias. Pero esa conexión es un arma de doble filo: cualquier malware que se cuele en un portátil en órbita podría, en teoría, comprometer sistemas críticos si no se toma cuidado.
En 2007 se detectó en un portátil de la ISS un malware llamado Gammima, un gusano de juegos online que se había colado por error. Afortunadamente, la NASA mantiene separada la red de uso personal y la red de control de la estación, y aquel incidente no pasó de susto, pero sirvió para reforzar las políticas de seguridad y el uso de antivirus en el entorno espacial.
En general se aplica un enfoque de aislamiento: los equipos dedicados a comunicaciones personales no tienen acceso a los buses que controlan sistemas vitales. Es una especie de red “air-gapped” dentro de la propia estación, aunque físicamente estén a unos pocos metros de distancia.
En la parte más mundana, la agencia regula el uso de dispositivos personales mediante políticas de BYOD (Bring Your Own Device). Se permite que ciertos empleados usen sus propios móviles o portátiles, pero bajo requisitos estrictos de seguridad: software de gestión corporativa, posibles restricciones de marcas o modelos, y normas claras sobre cifrado, actualizaciones y apps permitidas.
No es muy distinto a lo que ocurre con otras instituciones sensibles, salvo que aquí hay información de misiones, datos científicos y, en algunos casos, material clasificado que no puede acabar en manos equivocadas ni por descuido ni por ataque deliberado.
En cuanto a móviles, la NASA ha sido muy prudente. Uno de los primeros smartphones que viajó al espacio fue el Google Nexus One con Android, usado en experimentos concretos. Para el uso cotidiano del personal en Tierra se controla qué dispositivos pueden manejar datos internos, tal y como se hace con otras agencias gubernamentales.
Si miramos todo este panorama en conjunto, la informática espacial es un cruce curioso entre tecnología punta y tecnología “vieja pero confiable”. Las misiones dependen de ordenadores que nuestra sociedad desecha como anticuados, pero que en el espacio siguen siendo capaces de hazañas impresionantes, mientras en Tierra se apoyan en supercomputadores descomunales y clusters de GPU para planificar cada detalle. Esa combinación de prudencia, redundancia y creatividad es la que hace posible que sigamos empujando, poco a poco, la frontera de hasta dónde pueden llegar nuestras máquinas… y nosotros con ellas.