16.02.2021
Компания HPE (Hewlett Packard Enterprise) помогает ускорить освоение космоса и повысить автономность работы астронавтов.
Это делается с предоставлением возможности анализировать данные в режиме реального времени благодаря передовым коммерческим периферийным вычислительным системам, впервые отправленным в космос.
С помощью Spaceborne Computer-2 (SBC-2), разработанного HPE, астронавты и исследователи на борту Международной Космической Станции (МКС) смогут сократить время анализа и получения результатов экспериментов во внеземном пространстве с месяцев до нескольких минут.
SBC-2 будут использовать для широкого спектра задач: от обработки медицинских изображений и определения последовательности (секвенирования) ДНК до получения предиктивных аналитических данных обработки информации с удаленных датчиков и спутников.
Spaceborne Computer-2 планируется вывести на орбиту 20 февраля во время 15-й миссии снабжения грузовым космическим кораблём компании Northrop Grumman и использовать на МКС в течение следующих 2-3 лет. Корабль назван в честь Кэтрин Джонсон (Katherine Johnson) – известного американского математика, которая, работая в NASA, внесла решающий вклад в развитие аэронавтики и космических программ США.
Преодоление барьеров на пути к надежным вычислениям в космосе
Предстоящий запуск Spaceborne Computer-2 стал возможен благодаря успеху его предшественника – Spaceborne Computer – испытательного прототипа, разработанного компанией HPE совместно с NASA и запущенного в космос в 2017 году для работы на МКС во время однолетней миссии, целью которой была проверка, могут ли доступные коммерческие серверы, используемые на Земле, но оснащенные специально разработанным программным обеспечением, выдержать тряску, грохот и опрокидывание при запуске ракеты в космос и после этого бесперебойно работать на МКС.
Испытательный прототип был призван удовлетворить потребность на МКС или низкой околоземной орбите (НОО) в надежных вычислительных мощностях, которых ранее невозможно было достичь из-за суровых условий на МКС, таких как отсутствие гравитации и высокий уровень радиации, способных повредить ИТ-оборудование, необходимое для развертывания вычислительных систем.
Более того, обеспечение доступа к надежным вычислительным мощностям на МКС – это лишь первый шаг в достижении целей NASA по поддержке космических полетов человека на Луну, Марс и даже далее, где надежная связь является критически важной потребностью.
Суперкомпьютер Spaceborne Computer успешно завершил однолетнюю миссию, и теперь при спонсорской поддержке Национальной лаборатории США на МКС в космос будет запущена еще более совершенная система Spaceborne Computer-2. Ее запуск запланирован в этом месяце, она будет работать на МКС в течение следующих 2-3 лет и использоваться более широко.
Ускорение освоения космоса с помощью передовых периферийных вычислений и возможностей искусственного интеллекта (ИИ)
Spaceborne Computer-2 обеспечит вдвое большую скорость вычислений благодаря специально разработанным периферийным вычислительным ресурсам на базе системы HPE Edgeline Converged Edge и сервера HPE ProLiant, которые будут использованы для приема данных с различных устройств, включая спутники и камеры, и их обработки в режиме реального времени.
Spaceborne Computer-2 будет также оснащен графическими процессорами (GPU) для эффективной обработки изображений с высоким разрешением. Например, снимков полярных ледяных шапок на Земле или медицинских рентгеновских снимков. Возможности графических процессоров будут также задействованы в некоторых проектах с использованием технологий ИИ и машинного обучения.
С помощью многочисленных улучшений Spaceborne Computer-2 астронавты могут устранить длительные задержки и долгое время ожидания при отправке данных на Землю и обратно, что позволит им больше заниматься исследованиями и мгновенного получать результаты для целого ряда проектов, включая:
Мониторинг физиологического состояния астронавтов в режиме реального времени путем обработки рентгеновских снимков, изображений УЗИ и других медицинских данных для ускорения постановки диагноза в космосе.
Анализ огромного объема данных с дистанционных датчиков: сотни датчиков, установленные NASA и другими организациями на МКС и спутниках, собирают огромные объемы данных, для обработки и отправки которых на Землю требуется значительная пропускная способность. Благодаря периферийным вычислениям, граница которых находится в космическом пространстве, исследователи смогут обрабатывать бортовые изображения, сигналы и другую информацию по целому ряду событий, например:
o Определять интенсивность движения с помощью анализа количества автомобилей на дорогах и даже на парковках;
o Анализировать качество воздуха путем измерения уровней выбросов и других загрязняющих веществ в атмосфере;
o Следить за объектами, перемещающимися в космосе и в атмосфере: от самолетов до ракетных запусков.
«Наиболее важное преимущество использования Spaceborne Computer-2 для надежных вычислений в космосе – это то, что аналитика и получение инсайтов в режиме реального времени стали реальностью. Покорители космоса теперь смогут изменить методы проведения исследований, на основе легкодоступных данных, и усовершенствовать процесс принятия решений, – прокомментировал доктор Марк Фернандез (Mark Fernandez), архитектор решений подразделения конвергентных периферийных систем HPE и главный исследователь Spaceborne Computer-2. – Для нас большая честь сделать периферийные вычисления в космическом пространстве возможными, и благодаря многолетнему партнерству с NASA и Национальной лабораторией США на МКС мы с нетерпением ждем открытия новых захватывающих перспектив для исследований, которые позволят сделать прорывные открытия на благо человечества».
Проверены в космосе, доступны на Земле: с помощью решений корпоративного уровня HPE справляется с самыми суровыми средами на периферии.
Компания HPE поставляет в космос те же самые технологии периферийных вычислений, что работают в суровых условиях и удаленных местах на Земле, таких как нефте- и газоперерабатывающие заводы, производственные предприятия или оборонные комплексы. Spaceborne Computer-2 включает в себя HPE Edgeline Converged EL4000 Edge System. Это надежная и компактная система, разработанная для работы в агрессивной внешней среде в условиях интенсивной вибрации, воздействия высоких и низких температур и ударов большой мощности. Она специально разработана для предоставления вычислительных мощностей на периферии с целью сбора и анализа данных с удаленных устройств и датчиков в космосе.
В результате успешного применении технологий HPE в космосе такие организации, как OrtbitsEdge, которые предоставляют решения по защитному усилению для проектов космических вычислений, планируют интегрировать HPE Edgeline Converged Edge Systems в своё решение SatFrame, чтобы коммерческие космические компании могли развернуть вычислительные мощности на орбитальных спутниках и ускорить исследования.
Помимо системы HPE Edgeline Converged Edge Systems, Spaceborne Computer-2 также оснащен сервером стандартной архитектуры HPE ProLiant DL360, который предоставляет дополнительные высокопроизводительные мощности для широкого набора рабочих нагрузок, включая периферийные, высокопроизводительные вычисления (HPC), ИИ- и другие.
«Периферийные вычисления открывают новые возможности для уникальных площадок с ограниченной или отсутствующей связью, предоставляя им ресурсы для локальной обработки и анализа данных и оперативного принятия важных решений. Благодаря HPE Edgeline мы предлагаем решения, разработанные специально для использования в суровых условиях. Здесь, на Земле, это означает эффективную обработку данных с различных устройств: от камер видеонаблюдения в аэропортах и на стадионах до робототехники и средств автоматизации на производственных предприятиях, – отметил Шелли Анелло (Shelly Anello), руководитель подразделения конвергентных периферийных систем HPE. –
Мы приступаем к следующей миссии в области периферийных вычислений, будучи готовыми к самой суровой, периферийной и уникальной среде для работы – космическому пространству. Мы рады, что NASA и МКС пригласили нас поддержать этот проект, который расширяет границы возможного в космосе и открывает новую эру знаний».
Ускорение масштабных исследований с помощью возможностей «от границы сети до облака» (Edge-to-Cloud)
Благодаря сотрудничеству с Microsoft Azure Space исследователи со всего мира, проводящие эксперименты с помощью Spaceborne Computer-2, получили возможность использовать облако Azure для вычислительно-интенсивной обработки данных и беспрепятственной передачи результатов обратно. Примеры таких проектов включают:
Моделирование и прогнозирование пылевых бурь на Земле для улучшения будущих прогнозов для Марса. Такие бури способны охватить всю поверхность красной планеты и уменьшить переработку солнечной энергии, которая будет играть решающее значение для удовлетворения потребностей миссии в электроэнергии;
Оценку использования жидкости и параметров окружающей среды для выращивания растений в космосе с целью поддержки агро- и биологических наук с помощью сбора данных о процессах гидропоники и их сравнения с большими массивами данных на Земле;
Анализ шаблонов ударов молнии, которые вызывают лесные пожары, путем обработки огромного объема данных, собранных с камер потокового видео 4K, снимающих удары молний по всей земле;
Расширенный анализ медицинских изображений с использованием ультразвука на МКС для поддержания здоровья астронавтов.
Spaceborne Computer-2 открыт для исследователей
В настоящее время открыт приём заявок для проведения исследований на Spaceborne Computer-2. Больше информации о том, как подать заявку на использованию системы доступно на сайте: www.hpe.com/info/spaceborne
