Die ISS hat einen Supercomputer! Kümmern Sie sich nicht um die gebratenen Platten


Vor einem Jahr, Hewlett Packard Enterprise schickte einen handelsüblichen Supercomputer zur Internationalen Raumstation (ISS), um zu sehen, ob seine in Massenproduktion produzierte Hardware im rauen Weltall weitgehend unverändert bleiben könnte. Nun erklären die NASA und die Computerfirma das Experiment als Erfolg – obwohl fast die Hälfte ihrer Festplatten versagt hat, nachdem sie von der Sonnenstrahlung gebraten wurden.

Das Experiment wurde entwickelt, um die Leistung des HPE Spaceborne Computer zu testen, der aus 32 separaten Kernen besteht, die zusammenarbeiten und Operationen ausführen können, die 30 bis 100 Mal schneller als mit einem Standard-iPhone oder -Tablet ausgeführt werden können. Trotz der Strahlenbelastung arbeitete der Computer weiter und die Testdaten gingen nicht verloren. "Sie haben ein paar Dinge gelernt und gezeigt, dass das System im Weltraum funktioniert", sagt David Hornyak, NASA-Manager, der auf ISS Technologie-Demonstrationsprojekte verwaltet. "Sie gibt der NASA die Option, eine Funktion zu erwerben, die wir in der Zukunft benötigen könnten, anstatt sie selbst zu entwickeln."

Der Computer war auch weiterhin betriebsbereit, obwohl er die primäre Upload- und Download-Verbindung zur NASA bis zu acht Mal am Tag für einen Zeitraum von 3 Sekunden bis 20 Minuten verlor. Diese Art von Unabhängigkeit könnte sich auf einer eventuellen Mondbasis oder Mission zum Mars als nützlich erweisen, um Verzögerungen bei der Kommunikation zur Erde zu verhindern. Die IT-Experten der NASA bereiten sich auch auf eine mögliche Überladung von Signalen vor, die in das Deep Space Network der NASA gelangen, ein System von Satellitenschüsseln auf der ganzen Welt, das Signale von verschiedenen Raumfahrzeugen sendet und empfängt. Der Spaceborne-Computer könnte helfen, indem er den von der ISS erzeugten Datenverkehr reduziert.

Mark Fernandez von HPE, der das Projekt beaufsichtigte, sagt, die Idee hinter einem Supercomputer im Weltraum bestehe darin, den Astronauten dabei zu helfen, selbst mehr Wissenschaft zu betreiben. "Auf ISS gibt es viele 4K-Kameras und -Videos, die etwas suchen", sagt er, zum Beispiel durch die Datenmengen nach einem Wolkentyp, einem Blitzeinschlag oder einem Temperaturgradienten im Ozean jagen. "Wir sollten diese allgemeine Bildverarbeitung an Bord durchführen und diese Bandbreite für andere Zwecke einsparen."

Hewlett Packard Enterprise

Der Computer kann auch Daten aus Wissenschaftsexperimenten an Bord der Station komprimieren und dann an die NASA-Computer unten weiterleiten. Astronauten und Forscher auf dem Mond oder dem Mars möchten möglicherweise, dass ein Supercomputer Probleme findet, ohne auf die Reaktion der NASA zu warten.

Zum Schutz der internen Daten des Computers entwickelten die Ingenieure von HPE eine Software, die als eine Art Schutzschild dienen kann. Da sie keine Strahlungsdetektoren im Computer installieren konnten, identifizierten sie die strahlungsanfälligsten Komponenten und legten Grenzwerte für ihre Betriebsbedingungen fest. Wenn es zu heiß wurde, zum Beispiel durch Strahlung oder ein Problem mit der Stromversorgung, ging die Komponente automatisch in einen geschützten sicheren Modus über.

Die HPE-Software funktionierte ziemlich gut, war aber nicht perfekt. Von den 20 Solid-State-Laufwerken fielen neun aus, eine von Fernandez als alarmierend bezeichnete Rate. Der Computer erlebte auch sieben "Bit Flips", bei denen die digitalen Nullen unaufgefordert zu Null werden. Fernandez sagt, dass der Computer in der Lage war, das Geschehene zu identifizieren, die beschädigten Daten auszuwerfen und einen neuen Stapel derselben Informationen zu erhalten. Wenn das nicht genug wäre, um sich um die IT-Leute zu kümmern, kam es auch zu vier Unterbrechungen der Stromversorgung, entweder aufgrund von Strahlung oder aufgrund von Problemen mit den Sonnenkollektoren der Station, sagt Fernandez.

Bei zukünftigen Langzeit-Weltraummissionen müssen möglicherweise Verbesserungen an der Software vorgenommen werden. Außerdem muss eine zusätzliche Abschirmung aus Blei, Wasser oder neuartigen Keramik- oder Verbundwerkstoffen hergestellt werden. Das jahrelange Experiment gab den Software- und Hardware-Entwicklern jedoch eine Menge Daten für die Bearbeitung. "Wir werden das prüfen und Alternativen in Betracht ziehen", sagte Fernandez.

Jetzt, da der Jahrestest abgeschlossen ist, wird der Computer zunächst einige NASA-Abstiegs- und Landesoftware testen, für die eine große Anzahl von Berechnungen erforderlich ist. Es bleibt auf der Station bis zur geplanten Rückkehr nächsten März.


Weitere großartige WIRED Stories