La Station spatiale internationale photographiée en juillet 2011 depuis la navette spatiale lors de sa dernière mission (STS-135). © Nasa
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Spaceborne, un supercalculateur doté d'une IA à bord de la Station spatiale

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Hewlett-Packard Enterprise (HPE) va envoyer son second supercalculateur à bord de la Station spatiale internationale. Ce Spaceborne Computer-2, c'est son nom, est la seconde unité utilisée à bord du complexe orbital, après le premier Spaceborne utilisé de 2017 à 2019. Spaceborne Computer-2 amène l'intelligence artificielle et l'edge computing dans l'ISS, avec à la clé une capacité inédite d'analyser les données sur place et une réduction du temps de traitement de plusieurs mois à seulement quelques minutes.

Lors du prochain vol de ravitaillement de la Station spatiale internationale, le cargo Cygnus transportera plus de 3,5 tonnes de fret, dont trois expériences du Cadmos pour la mission Alpha de Thomas Pesquet et le supercalculateur Spaceborne Computer-2 de Hewlett-Packard Enterprise.

Après une première expérience réussie avec le Spaceborne Computer-1, entre 2017 et 2019, qui a permis de s'assurer que ce type de produits informatiques standards de hautes performances (HPC) était capable de fonctionner dans l'espace sans détériorer ses performances, la Nasa s'apprête à tester un système encore plus avancé.

Le Spaceborne Computer-2 comprend le HPE Edgeline Converged EL4000 Edge System, un système robuste et compact conçu pour fonctionner dans des environnements complexes soumis à des chocs, des vibrations et des températures élevées. Il permet de traiter la puissance de calcul à la périphérie afin de collecter et d'analyser des volumes de données provenant de dispositifs et de capteurs dispersés à distance dans l'espace. © Hewlett-Packard Enterprise

Une vitesse de calcul deux fois plus rapide

Spaceborne Computer-2 proposera une vitesse de calcul deux fois plus rapide grâce au edge computing alimenté par le système HPE Edgeline Converged Edge et le serveur HPE ProLiant. Il prendra en charge et traitera des données provenant de toute une série de dispositifs, y compris des satellites et des caméras, en temps réel. Il sera également équipé d'unités de traitement graphique (GPU) pour traiter efficacement des données nécessitant une résolution d'image plus élevée, comme les clichés des calottes glaciaires polaires terrestres ou des radiographies médicales. Les capacités des GPU permettront également de soutenir des projets spécifiques utilisant l'IA et le machine learning.

La fiabilité informatique spatiale du Spaceborne Computer-2 permettra aux astronautes de suivre chaque étape de leur expérience sur place et en temps réel

« La fiabilité informatique spatiale du Spaceborne Computer-2 permettra aux astronautes de suivre chaque étape de leur expérience sur place et en temps réel. La façon de mener des recherches dans l'espace en sera transformée, puisque les astronautes pourront s'appuyer sur des données facilement disponibles améliorant la prise de décision », a déclaré le Professeur Mark Fernandez, architecte de solutions, Converged Edge Systems à HPE, et chercheur principal de Spaceborne Computer-2.

Dit autrement en termes plus simples, la puissance de calcul du Spaceborne Computer-2 va permettre aux astronautes d'obtenir plus rapidement les résultats de leurs calculs dans une très grande variété de thématiques. Cela permettra, par exemple, d'éliminer le temps de latence associé à l'envoi de données depuis la Terre pour s'attaquer à la recherche et obtenir immédiatement des informations pour des projets tels que l'analyse en temps réel d'images satellite avec l'intelligence artificielle.

Accélérer le temps de traitement de plusieurs mois

L'utilisation de ce supercalculateur vise donc à démontrer que le traitement des données scientifiques des expériences peut être traité à bord de l'ISS. Ce qui élimine la nécessité de les envoyer sur Terre à des fins d'analyse, et devrait permettre d'obtenir plus rapidement les résultats passant ainsi de plusieurs à mois à seulement quelques minutes.

En démontrant que de telles machines sont capables de résister aux contraintes de l'environnement spatial, à savoir l'apesanteur et les niveaux élevés de rayonnement qui peuvent endommager le matériel informatique - ce qui imposait jusqu'ici de traiter et analyser l'essentiel de ces données sur Terre pour être sûr de leur intégrité -, HPE et la Nasa ouvrent de nouvelles opportunités en matière d'exploration spatiale. En effet, en matière de voyages spatiaux habités vers la Lune, vers Mars, l'amélioration de la fiabilité informatique embarquée est une nécessité.

Par exemple, grâce aux évolutions du Spaceborne Computer-2, les temps de latence et d'attente liés à l'envoi de données depuis et vers la Terre seront réduits. À titre d'exemple, les astronautes vont pouvoir entreprendre des recherches et obtenir immédiatement des informations pour toute une série de projets :

  • Surveillance en temps réel de l'état physiologique des astronautes par le traitement des rayons X, des sonogrammes et d'autres données médicales pour accélérer le temps de diagnostic dans l'espace.
  • Comprendre les données des capteurs à distance : des centaines de capteurs placés sur l'ISS et sur des satellites par la Nasa et d'autres organisations collectent des volumes importants de données dont le traitement nécessite une excellente bande passante pour être envoyés sur Terre. Avec le Spaceborne Computer-2, les chercheurs pourront traiter les images, les signaux et d'autres données directement à bord, tels que :
    • la circulation routière, en examinant plus largement le nombre de voitures sur la route et même dans les parkings ;
    • la qualité de l'air en mesurant le niveau des émissions et autres polluants dans l'atmosphère ;
    • le suivi des objets se déplaçant dans l'espace et dans l'atmosphère, des avions aux lancements de missiles.
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