HPE ускоряет освоение космоса с помощью коммерческого периферийного вычислителя, впервые отправленного в космос, и ИИ-технологий

15.02.2021 |

С помощью HPE Spaceborne Computer-2 астронавты и исследователи Международной космической станции могут обрабатывать данные на периферии и ускорить получение результатов с месяцев до нескольких минут

Компания HPE (Hewlett Packard Enterprise) помогает ускорить освоение космоса и повысить автономность работы астронавтов, предоставив возможность анализировать данные в режиме реального времени в космосе 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 в рамках 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 в рамках 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 компании HPE 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:
- Определять интенсивность движения с помощью анализа количества автомобилей на дорогах и даже на парковках;
- Анализировать качество воздуха путем измерения уровней выбросов и других загрязняющих веществ в атмосфере;
- 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 стало реальностью. Освоители 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 очень 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.