HPE dodala výpočetní techniku na mezinárodní vesmírnou stanici ISS

Výpočty v kosmu pro budoucnost

Systém dostal za úkol zpracovat data v reálném čase, otestovat nové aplikace a potvrdit tak spolehlivost prováděných výpočtů ve vesmíru, což v budoucnu umožní dosáhnout vyšší nezávislosti astronautů na IT umístěném na Zemi. Experimenty se zabývaly úlohami z oboru medicíny, zpracování obrazu, 3D tisku, 5G sítí a umělé inteligence (AI).

„Zprovozněním Edge computingu a umělé inteligence na ISS prostřednictvím počítače Spaceborne Computer-2 jsme přispěli k podpoře výzkumu, který si klade za cíl učinit vědecké a inženýrské průlomy, které budou přínosem pro lidstvo, a to jak ve vesmíru, tak na Zemi,“ řekl Mark Fernandez, hlavní výzkumný pracovník Spaceborne Computer-2 v HPE.

Průlom pro edge computing a AI

SBC-2 byl na ISS dopraven v únoru loňského roku. Do provozu byl uveden v květnu 2021. V „práci“ je tedy skoro rok. Skládá se ze systémů společnosti HPE navrženého pro Edge computing, konkrétně jde o robustní a odolný systém Edgeline Converged EL4000, který je doplněn standardním serverem ProLiant DL360, který zajišťuje navazující vědecké výpočty, AI atd.

Použité řešení je součástí větší mise, jejímž cílem je výrazně pokročit v oblasti výpočetní techniky ve vesmíru, a tak snížit závislost na komunikaci se Zemí při cestách člověka na Měsíc, Mars a dále. Schopností zpracovávat data přímo na místě v reálném čase, když se eliminuje zpoždění, které by nastalo při datových přenosech na Zemi a zpět, se zvýší soběstačnost a bezpečí astronautů.

Vesmírný počítač SBC-2 zrychlí datové přenosy na Zemi až 20 000x, a to tím, že zabezpečí předzpracování dat a vysoce účinnou datovou kompresi.

Zatímco dříve trvalo např. odeslání 1,8GB surových dat vzorku DNA k Zemi průměrně 12,2 hodiny, s SBC-2 mohou vědci na palubě vesmírné stanice stejná data předzpracovat za šest minut a výsledek dále zkomprimovat a následně jej za pouhé dvě vteřiny doručit na Zemi. To představuje 20 000násobné zrychlení oproti dosud používanému způsobu.

Typy experimentů

Od svého uvedení na ISS umožnil počítač SBC-2 zpracováním dat v reálném čase dokončení desítek experimentů. Ty zadaly organizace podílející se na průlomových objevech ve vesmíru jako je Axiom, Cornell University, Comucore, Microsoft, NASA či Titan Space Technologies. Mezi významné úlohy se řadí:

• Experiment zaměřený na zvýšení bezpečnosti a soběstačnosti astronautů – jde o systém, který prostřednictvím umělé inteligence a zpracování obrazu hledá známky poškození rukavic astronautů a případné problémy automaticky hlásí na Zemi.
• Automatická interpretace satelitních snímků po katastrofě – laboratoř Jet Propulsion Laboratory spadající pod NASA pozoruje Zemi z vesmíru, analyzuje klima a mimo jiné poskytuje cenná data popisující rozsah škod způsobený přírodními katastrofami, jako jsou: zemětřesení, záplavy, hurikány a podobně. Pokud by došlo k zavedení používaných technik i na palubách dalších kosmických lodí, výrazně by to usnadnilo a zrychlilo práci záchranářů a expertů v postižených oblastech.
• 3D tisk ve vesmíru – pro zvýšení soběstačnosti při cestování hlubokým vesmírem je zapotřebí myslet i na náhradní díly. Ty by se v budoucnu mohly tisknout přímo na palubách vesmírných lodí. Proto Cornell Fracture Group, součást Cornellovy univerzity, vyvinula software, který může simulovat 3D tisk kovových dílů, a dokonce předvídat jakékoli selhání a deformaci, které může způsobit užívání vytištěných náhradních dílů v drsných podmínkách. Software byl úspěšně otestován na SBC-2, což potvrdilo možnost jeho užití pro simulaci součástek, jejich vlastností a jejich výrobního procesu v reálných podmínkách vesmíru.
• Rozšíření komunikačních schopností na ISS prostřednictví 5G – Cumucore, poskytovatel mobilních síťových řešení, otestoval na počítači Spaceborne Computer-2 svou 5G síť. Experimentem se prokázala možnost instalovat nejmodernější technologie spojené s 5G na vybraných satelitech a kosmických lodích. Pokud by se to v praxi povedlo, odstartovalo by to novou éru komunikace ve vesmíru, jejíž výsledkem by mimo jiné byla rychlejší komercializace vesmíru.
• Vývoj softwarových kódů pro výpočet požadavků na palivo – společnost HPE zpřístupnila SBC-2 studentům, kteří jsou součásti vzdělávací komunity Codewars, a prostřednictvím SBC-2 vyvíjí řešení potřebné k výpočtu nezbytného množství paliva pro překonání určité kosmické vzdálenosti, aniž by bylo nutné palivo doplňovat.