Un revolucionario centro de datos orbital ha llegado con éxito a la Estación Espacial Internacional (ISS), iniciando una nueva era en el desarrollo de la computación espacial. Este avanzado demostrador tecnológico, patrocinado por el Laboratorio Nacional de la ISS, representa un paso crucial hacia la realización de futuras estaciones espaciales comerciales. El proyecto, que llegó a la estación como parte de la 33ª misión comercial de reabastecimiento de la empresa SpaceX para la NASA, es fruto de la colaboración entre la empresa Axiom Space, un proveedor de servicios comerciales para el Laboratorio Nacional de la ISS, y el líder mundial en software de código abierto, la empresa Red Hat.

Una nueva era del procesamiento de datos en órbita

El objetivo principal de este esfuerzo pionero es probar la capacidad del sistema para proporcionar una capacidad significativamente mayor de almacenamiento y, lo que es más importante, de procesamiento de datos en tiempo real directamente en el espacio. Hasta ahora, la gran mayoría de los datos generados durante los experimentos y operaciones en la ISS debían enviarse a la Tierra para su análisis. Este proceso no solo es lento, sino que también depende de canales de comunicación limitados y a menudo congestionados. La introducción de un centro de datos local en órbita tiene el potencial de cambiar drásticamente este paradigma. Al permitir el procesamiento de datos en el mismo lugar donde se generan, este sistema reduce la dependencia del ancho de banda del enlace de comunicación con la Tierra, un recurso que es extremadamente valioso y limitado en el espacio. Tony James, arquitecto principal de ciencia y espacio en Red Hat, señala que esta tecnología podría permitir la toma de decisiones en plazos críticos e introducir un mayor nivel de autonomía en las misiones espaciales. "Imagine una situación en la que se está realizando un experimento en el espacio y es necesario tomar una decisión urgente. Con este sistema, no tendrá que esperar horas o incluso días para recibir comentarios e instrucciones desde la Tierra", explicó James.

Tecnología creada para condiciones extremas

En el corazón de este proyecto se encuentra un prototipo de centro de datos desarrollado por Axiom Space y impulsado por Red Hat Device Edge. Se trata de una plataforma de software avanzada diseñada para operar en el borde de la red, es decir, en ubicaciones remotas de la infraestructura centralizada. El software se desarrolló utilizando tecnología de código abierto, lo que fomenta la colaboración y la innovación entre los desarrolladores de todo el mundo. "Esta demostración prueba que el desarrollo basado en código abierto realmente libera el potencial del mundo, incluso a 400 kilómetros sobre la Tierra, donde orbita la estación espacial", enfatizan desde Red Hat. La computación en el espacio se enfrenta a desafíos únicos y extremos. La plataforma de software utilizada en un entorno así debe poseer una resistencia excepcional a los daños causados por las duras condiciones, incluida la radiación constante, y debe tener la capacidad de recuperarse por sí misma, o "autocurarse", con una intervención humana mínima o nula. El sistema que ahora se está probando en la ISS está diseñado precisamente con estas capacidades en mente. Debe gestionar los recursos de forma autónoma, detectar fallos y recuperarse de ellos para garantizar el funcionamiento continuo de las aplicaciones críticas.

Superando los desafíos cósmicos

El desarrollo y la implementación de centros de datos en el espacio requieren la resolución de una serie de obstáculos técnicos que en la Tierra no existen en tal medida. Uno de los mayores desafíos es la radiación cósmica, que puede causar daños a los componentes electrónicos y provocar errores en los datos, conocidos como "bit flips". Por lo tanto, el hardware debe estar especialmente endurecido (resistente a la radiación) o el software debe ser lo suficientemente inteligente como para reconocer y corregir dichos errores sobre la marcha. Otro factor clave son las limitaciones energéticas. En la estación espacial, cada vatio de electricidad es valioso. El centro de datos debe ser extremadamente eficiente desde el punto de vista energético para no sobrecargar los sistemas de energía de la estación. El tercer desafío es el aislamiento de los sistemas de apoyo. Los técnicos no pueden simplemente reemplazar una pieza defectuosa como lo harían en un centro de datos terrestre. Por eso es crucial la capacidad del sistema para el autodiagnóstico y la recuperación mencionada anteriormente. La plataforma de software debe ser capaz de redirigir las tareas del hardware defectuoso al que funciona correctamente y continuar operando sin interrupción. Esto sienta las bases para futuros sistemas completamente autónomos en estaciones espaciales comerciales que dependerán en gran medida de la automatización.

Visión del futuro: De la medicina a la fabricación en órbita

Aunque la computación se ha utilizado en el espacio durante décadas, el enfoque se ha desplazado ahora hacia cómo las capacidades informáticas avanzadas pueden mejorar y ampliar el alcance de las operaciones espaciales. Las posibles aplicaciones son numerosas y variadas. Por ejemplo, la computación avanzada podría utilizarse para monitorear la salud de los astronautas en futuras misiones a la Luna o a Marte. Los trajes espaciales equipados con sensores podrían enviar datos en tiempo real sobre funciones vitales, como la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria, a una unidad central dentro de la nave espacial o la base. El "edge computing" podría entonces, utilizando modelos predictivos de inteligencia artificial, analizar estos datos y detectar anomalías al instante. Si se detecta un posible problema de salud, el sistema podría alertar inmediatamente al astronauta y al control de la misión de que es necesario regresar a la base. Además, el desarrollo de centros de datos orbitales exitosos también podría tener beneficios significativos para la tecnología en la Tierra. Las lecciones aprendidas sobre el aumento de la eficiencia energética y la resiliencia en condiciones espaciales extremas se pueden aplicar para mejorar el diseño y el funcionamiento de los centros de datos terrestres, así como los utilizados en aeronaves, haciéndolos más fiables y respetuosos con el medio ambiente. Esta tecnología es crucial para futuras estaciones espaciales comerciales, como la que está desarrollando Axiom Space. Dichas estaciones se conciben como centros de investigación, fabricación y turismo espacial, y para su funcionamiento requerirán sistemas robustos de almacenamiento y procesamiento de datos. Sin una computación avanzada en órbita, la visión de una actividad económica vibrante y autosostenible en la órbita terrestre baja no sería alcanzable.