На МКС развернули экспериментальный дата-центр от Axiom Space и Red Hat

Космические полеты сильно зависят от наземной инфраструктуры. Обработка данных, собранных на орбите, была сложной и медленной, поскольку информацию приходилось передавать на Землю с огромными задержками через дорогостоящие и перегруженные спутниковые каналы связи. Однако с ростом коммерческой космической сферы и планированием новых орбитальных станций назрела необходимость перенести вычислительные мощности непосредственно в космос.

Частная космическая компания Axiom Space и производитель программного обеспечения Red Hat при поддержке Национальной лаборатории США запустили на МКС модуль центра обработки данных. Его доставил грузовой корабль Cargo Dragon компании SpaceX, причаливший к станции 25 августа. 

Устройство под названием AxDCU-1 от Axiom представляет собой компактный, но мощный вычислительный модуль, в основе которого лежит платформа Device Edge от Red Hat, специально созданная для работы в средах с крайне ограниченными ресурсами. Его «мозгом» стала MicroShift — облегченная версия популярной платформы Kubernetes, которая позволяет управлять контейнеризированными приложениями. В отличие от простых бортовых компьютеров, эта система использует современные подходы: контейнеры можно обновлять и перезагружать удаленно, а сама система способна долгое время работать полностью автономно, не теряя функциональности во время сеансов связи с Землей.

Ключевая проблема орбитальных вычислений — нестабильная связь. МКС совершает виток вокруг Земли примерно за 90 минут, во время чего постоянно то входит, то выходит из зоны радиоконтакта с наземными станциями. Классические облачные архитектуры, требующие постоянного соединения, здесь неприменимы. Новая система решает эту проблему с помощью целого набора встроенных технологий для автоматического отката и «самолечения». Программное обеспечение постоянно следит за своим состоянием и в случае сбоя может автоматически откатиться к последней стабильной версии, не дожидаясь команды с Земли.

Кроме того, система минимизирует передачу информации. Например, используются так называемые дельта-обновления: вместо загрузки целого пакета данных на Землю отправляются только измененные фрагменты, что сильно экономит бесценную пропускную способность канала.

Эта возможность крайне важна для научных экспериментов на борту станции. Как отмечают эксперты, передача данных и их анализ в реальном времени были практически невозможны, что ограничивало исследователей. Локальная обработка информации прямо на орбите позволит ученым оперативно вносить коррективы в ход экспериментов, пока те еще продолжаются, а не анализировать результаты уже после их завершения. Особенно это необходимо для биомедицинских и биотехнологических исследований, которые часто генерируют огромные массивы данных, передавать которые на Землю необходимо оперативно.

Успех этого эксперимента откроет дорогу для более масштабных проектов. Компания Axiom Space разрабатывает собственную коммерческую орбитальную станцию и рассматривает эту технологию как фундамент для будущей полностью независимой от Земли технологической инфраструктуры. Компания ранее также сообщала о планах по развертыванию двух дата-центров на борту спутников связи Kepler, которые планируется отправить на низкую околоземную орбиту к концу года.

Фото NASA