Na Međunarodnu svemirsku postaju (ISS) uspješno je stigao revolucionarni orbitalni podatkovni centar, čime je otpočela nova era u razvoju svemirskog računalstva. Ovaj napredni tehnološki demonstrator, sponzoriran od strane Nacionalnog laboratorija ISS-a, predstavlja ključan korak prema ostvarenju budućih komercijalnih svemirskih postaja. Projekt, koji je na postaju stigao u sklopu 33. komercijalne misije opskrbe tvrtke SpaceX za NASA-u, plod je suradnje između tvrtke Axiom Space, komercijalnog pružatelja usluga za Nacionalni laboratorij ISS-a, i globalnog lidera u softveru otvorenog koda, tvrtke Red Hat.

Nova era obrade podataka u orbiti

Primarni cilj ovog pionirskog pothvata jest testiranje sposobnosti sustava za pružanje značajno povećanog kapaciteta za pohranu i, što je još važnije, obradu podataka u stvarnom vremenu izravno u svemiru. Do sada je velika većina podataka generiranih tijekom eksperimenata i operacija na ISS-u morala biti poslana na Zemlju radi analize. Taj proces nije samo spor, već i ovisan o ograničenim i često zagušenim komunikacijskim kanalima. Uvođenje lokalnog podatkovnog centra u orbiti ima potencijal drastično promijeniti ovu paradigmu. Omogućavanjem obrade podataka na samom mjestu njihova nastanka, ovaj sustav smanjuje ovisnost o propusnosti komunikacijske veze sa Zemljom, resursu koji je u svemiru iznimno dragocjen i ograničen. Tony James, glavni arhitekt za znanost i svemir u Red Hatu, ističe kako bi ova tehnologija mogla omogućiti donošenje odluka u kritičnim vremenskim okvirima i uvesti višu razinu autonomije u svemirske misije. "Zamislite situaciju u kojoj se eksperiment odvija u svemiru i potrebno je donijeti hitnu odluku. S ovim sustavom, nećete morati čekati sate ili čak dane na povratne informacije i upute sa Zemlje", pojasnio je James.

Tehnologija stvorena za ekstremne uvjete

U srcu ovog projekta nalazi se prototip podatkovnog centra koji je razvio Axiom Space, a pokreće ga Red Hat Device Edge. Riječ je o naprednoj softverskoj platformi osmišljenoj za rad na rubu mreže, odnosno na lokacijama udaljenim od centralizirane infrastrukture. Softver je razvijen korištenjem tehnologije otvorenog koda, što potiče suradnju i inovacije među programerima diljem svijeta. "Ova demonstracija dokazuje da razvoj temeljen na otvorenom kodu uistinu oslobađa potencijal svijeta, čak i na 400 kilometara iznad Zemlje, gdje orbitira svemirska postaja", naglašavaju iz Red Hata. Računalstvo u svemiru suočava se s jedinstvenim i ekstremnim izazovima. Softverska platforma koja se koristi u takvom okruženju mora posjedovati iznimnu otpornost na oštećenja uzrokovana surovim uvjetima, uključujući konstantno zračenje, te mora imati sposobnost samostalnog oporavka, odnosno "samoiscjeljenja", s minimalnom ili nikakvom ljudskom intervencijom. Sustav koji je sada na testiranju na ISS-u dizajniran je upravo s tim sposobnostima na umu. On mora autonomno upravljati resursima, detektirati greške i oporavljati se od njih kako bi osigurao kontinuirani rad ključnih aplikacija.

Prevladavanje kozmičkih izazova

Razvoj i implementacija podatkovnih centara u svemiru zahtijevaju rješavanje niza tehničkih prepreka koje na Zemlji ne postoje u tolikoj mjeri. Jedan od najvećih izazova je kozmičko zračenje, koje može uzrokovati oštećenja elektroničkih komponenti i dovesti do grešaka u podacima, poznatih kao "bit flips". Stoga hardver mora biti ili posebno ojačan (radijacijski otporan) ili softver mora biti dovoljno inteligentan da prepozna i ispravi takve greške u hodu. Drugi ključni faktor su energetska ograničenja. Na svemirskoj postaji svaki vat električne energije je dragocjen. Podatkovni centar mora biti iznimno energetski učinkovit kako ne bi preopteretio sustave za napajanje postaje. Treći izazov je izolacija od sustava podrške. Tehničari ne mogu jednostavno zamijeniti neispravan dio kao što bi to učinili u zemaljskom podatkovnom centru. Zbog toga je ključna ranije spomenuta sposobnost sustava za samostalnu dijagnostiku i oporavak. Softverska platforma mora biti u stanju preusmjeriti zadatke s neispravnog hardvera na ispravni i nastaviti s radom bez prekida. Ovo postavlja temelje za buduće, potpuno autonomne sustave na komercijalnim svemirskim postajama koje će se u velikoj mjeri oslanjati na automatizaciju.

Vizija budućnosti: Od medicine do proizvodnje u orbiti

Iako se računalstvo u svemiru koristi desetljećima, fokus se sada prebacio na to kako napredne računalne mogućnosti mogu unaprijediti i proširiti opseg svemirskih operacija. Potencijalne primjene su brojne i raznolike. Primjerice, napredno računalstvo moglo bi se koristiti za praćenje zdravlja astronauta na budućim misijama na Mjesec ili Mars. Svemirska odijela opremljena senzorima mogla bi u stvarnom vremenu slati podatke o vitalnim funkcijama, poput otkucaja srca i brzine disanja, u centralnu jedinicu unutar letjelice ili baze. "Edge computing" bi tada, koristeći prediktivne modele umjetne inteligencije, mogao analizirati te podatke i trenutačno detektirati anomalije. Ako se otkrije potencijalni zdravstveni problem, sustav bi mogao odmah upozoriti astronauta i kontrolu misije da je potrebno vratiti se u bazu. Nadalje, razvoj uspješnih orbitalnih podatkovnih centara mogao bi imati i značajne koristi za tehnologiju na Zemlji. Lekcije naučene o povećanju energetske učinkovitosti i otpornosti u ekstremnim svemirskim uvjetima mogu se primijeniti za poboljšanje dizajna i rada zemaljskih podatkovnih centara, kao i onih koji se koriste u zrakoplovima, čineći ih pouzdanijim i ekološki prihvatljivijim. Ova tehnologija ključna je za buduće komercijalne svemirske postaje, poput one koju razvija Axiom Space. Takve postaje zamišljene su kao centri za istraživanje, proizvodnju i svemirski turizam, a za svoje funkcioniranje zahtijevat će robusne sustave za pohranu i obradu podataka. Bez naprednog računalstva u orbiti, vizija živahne i samoodržive ekonomske aktivnosti u niskoj Zemljinoj orbiti ne bi bila ostvariva.