Un centre de données orbital révolutionnaire est arrivé avec succès à la Station Spatiale Internationale (ISS), inaugurant une nouvelle ère dans le développement de l'informatique spatiale. Ce démonstrateur technologique avancé, parrainé par le Laboratoire National de l'ISS, représente une étape cruciale vers la réalisation des futures stations spatiales commerciales. Le projet, arrivé à la station dans le cadre de la 33e mission de ravitaillement commercial de la société SpaceX pour la NASA, est le fruit d'une collaboration entre la société Axiom Space, un fournisseur de services commerciaux pour le Laboratoire National de l'ISS, et le leader mondial des logiciels open source, la société Red Hat.

Une nouvelle ère du traitement des données en orbite

L'objectif principal de cette entreprise pionnière est de tester la capacité du système à fournir une capacité de stockage considérablement accrue et, plus important encore, un traitement des données en temps réel directement dans l'espace. Jusqu'à présent, la grande majorité des données générées lors des expériences et des opérations sur l'ISS devaient être envoyées sur Terre pour analyse. Ce processus est non seulement lent, mais aussi dépendant de canaux de communication limités et souvent congestionnés. L'introduction d'un centre de données local en orbite a le potentiel de changer radicalement ce paradigme. En permettant le traitement des données sur le lieu même de leur création, ce système réduit la dépendance à l'égard de la bande passante de la liaison de communication avec la Terre, une ressource extrêmement précieuse et limitée dans l'espace. Tony James, architecte principal pour la science et l'espace chez Red Hat, souligne que cette technologie pourrait permettre la prise de décision dans des délais critiques et introduire un niveau d'autonomie plus élevé dans les missions spatiales. « Imaginez une situation où une expérience se déroule dans l'espace et où une décision urgente doit être prise. Avec ce système, vous n'aurez pas à attendre des heures, voire des jours, pour recevoir des informations et des instructions de la Terre », a expliqué James.

Une technologie conçue pour des conditions extrêmes

Au cœur de ce projet se trouve un prototype de centre de données développé par Axiom Space et propulsé par Red Hat Device Edge. Il s'agit d'une plateforme logicielle avancée conçue pour fonctionner en périphérie de réseau, c'est-à-dire dans des endroits éloignés de l'infrastructure centralisée. Le logiciel a été développé à l'aide de technologies open source, ce qui encourage la collaboration et l'innovation parmi les développeurs du monde entier. « Cette démonstration prouve que le développement basé sur l'open source libère véritablement le potentiel du monde, même à 400 kilomètres au-dessus de la Terre, là où la station spatiale est en orbite », souligne-t-on chez Red Hat. L'informatique dans l'espace est confrontée à des défis uniques et extrêmes. La plateforme logicielle utilisée dans un tel environnement doit posséder une résilience exceptionnelle aux dommages causés par des conditions difficiles, y compris un rayonnement constant, et doit avoir la capacité de s'auto-réparer, ou de « s'auto-guérir », avec une intervention humaine minimale ou nulle. Le système actuellement testé sur l'ISS a été conçu précisément avec ces capacités à l'esprit. Il doit gérer les ressources de manière autonome, détecter les pannes et s'en remettre pour assurer le fonctionnement continu des applications critiques.

Surmonter les défis cosmiques

Le développement et la mise en œuvre de centres de données dans l'espace nécessitent de résoudre une série d'obstacles techniques qui n'existent pas à un tel degré sur Terre. L'un des plus grands défis est le rayonnement cosmique, qui peut endommager les composants électroniques et entraîner des erreurs de données, connues sous le nom de « bit flips ». Par conséquent, le matériel doit être soit spécialement durci (résistant aux radiations), soit le logiciel doit être suffisamment intelligent pour reconnaître et corriger de telles erreurs à la volée. Un autre facteur clé réside dans les contraintes énergétiques. Sur la station spatiale, chaque watt d'électricité est précieux. Le centre de données doit être extrêmement économe en énergie pour ne pas surcharger les systèmes d'alimentation de la station. Le troisième défi est l'isolement des systèmes de support. Les techniciens ne peuvent pas simplement remplacer une pièce défectueuse comme ils le feraient dans un centre de données terrestre. C'est pourquoi la capacité susmentionnée du système à l'autodiagnostic et à la récupération est cruciale. La plateforme logicielle doit être capable de rediriger les tâches d'un matériel défectueux vers un matériel fonctionnel et de continuer à fonctionner sans interruption. Cela jette les bases de futurs systèmes entièrement autonomes sur les stations spatiales commerciales qui dépendront fortement de l'automatisation.

Vision du futur : De la médecine à la fabrication en orbite

Bien que l'informatique soit utilisée dans l'espace depuis des décennies, l'accent est désormais mis sur la manière dont les capacités informatiques avancées peuvent améliorer et étendre le champ des opérations spatiales. Les applications potentielles sont nombreuses et variées. Par exemple, l'informatique avancée pourrait être utilisée pour surveiller la santé des astronautes lors de futures missions sur la Lune ou sur Mars. Les combinaisons spatiales équipées de capteurs pourraient envoyer en temps réel des données sur les fonctions vitales, telles que la fréquence cardiaque et le rythme respiratoire, à une unité centrale à l'intérieur du vaisseau spatial ou de la base. L'« edge computing » pourrait alors, en utilisant des modèles prédictifs d'intelligence artificielle, analyser ces données et détecter instantanément les anomalies. Si un problème de santé potentiel est détecté, le système pourrait immédiatement alerter l'astronaute et le contrôle de la mission qu'un retour à la base est nécessaire. De plus, le développement de centres de données orbitaux performants pourrait également avoir des avantages significatifs pour la technologie sur Terre. Les leçons apprises sur l'augmentation de l'efficacité énergétique et de la résilience dans les conditions spatiales extrêmes peuvent être appliquées pour améliorer la conception et le fonctionnement des centres de données terrestres, ainsi que ceux utilisés dans les avions, les rendant plus fiables et plus respectueux de l'environnement. Cette technologie est cruciale pour les futures stations spatiales commerciales, comme celle développée par Axiom Space. De telles stations sont conçues comme des centres de recherche, de fabrication et de tourisme spatial, et leur fonctionnement nécessitera des systèmes robustes de stockage et de traitement des données. Sans informatique avancée en orbite, la vision d'une activité économique dynamique et autonome en orbite terrestre basse ne serait pas réalisable.