Le véhicule Orion de la Nasa, dans sa version martienne, à proximité de la planète Mars. © Nasa

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Spaceborne Computer : le supercalculateur de l'ISS a simulé son voyage vers Mars

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La Nasa et Hewlett-Packard Enterprise (HPE) ont testé avec succès, à bord de la Station spatiale internationale, un système informatique standard de très hautes performances. Il a démontré sa puissance et ses capacités de calculs pendant plus de 365 jours et ce, dans des conditions très différentes de celles de la Terre. Mark Fernandez, directeur des services technologiques HPC chez Hewlett-Packard Enterprise nous explique l'intérêt et les résultats de cette expérience. Demain, ce type d'ordinateur sera utilisé par les astronautes lors des expéditions à destination de Mars. 

La gravité zéro, les rayons cosmiques et les éruptions solaires sont une des nombreuses contraintes d'un voyage vers Mars. Elles n'affecteront pas seulement la santé des astronautes. L'informatique embarquée est aussi exposée à ces risques. Si depuis le début de la conquête spatiale, on sait protéger efficacement les composants informatiques de l'environnement spatial, il faut savoir que les ordinateurs utilisés dans l'espace sont très limités en terme de capacité de calcul. Selon les normes actuelles, ils ne « sont pas vraiment capables de traiter des données scientifiques ou d'autres types de données », nous explique Mark Fernandez, directeur des services technologiques HPC chez Hewlett-Packard Enterprise (HPE). Par exemple, il s'agit de « 1 ou 2 cœurs de calcul exécutés à basse fréquence avec peu ou pas de capacités de traitement parallèle ou vectoriel ».

Or, demain les astronautes en exploration sur Mars ou en voyage dans l'espace auront besoin de réaliser des « calculs bien plus complexes, des expériences in situ et traiter de grandes quantités de données » qui nécessiteront une puissance de calcul inédite dans l'espace. Ils devront amener avec eux des systèmes informatiques autrement plus performants que ceux en service aujourd'hui.

Le Spaceborne Computer a été installé dans le laboratoire Destiny de la Station spatiale internationale. Il a fonctionné de façon très satisfaisante pendant 365 jours, sans rencontrer de difficulté particulière. © Hewlett-Packard Enterprise

Pour se préparer à cette échéance, la Nasa et Hewlett-Packard Enterprise (HPE) ont testé pendant un an le Spaceborne Computer à bord de la Station spatiale internationale. Conçu par HPE, ce système informatique standard COTS (Commercial Off-The-Shelf) est « composé de 32 cœurs avec l'AVX d'Intel, capable de traiter simultanément 4 nombres à double précision de virgule flottante (ces calculs sont donc effectués en 64 bits) ». Ces types de processeurs sont aujourd'hui utilisés pour le traitement des images, la modélisation et la simulation, les prévisions météorologiques et l'hébergement de diverses machines virtuelles.

Fonctionner aussi bien dans l'espace que sur Terre

La mission principale de cette expérience consistait à « exploiter pendant un an le Spaceborne Computer, soit le temps nécessaire pour arriver sur Mars » de façon à s'assurer que des produits informatiques standard de hautes performances (HPC) soient capables de fonctionner dans l'espace. Capable d'exécuter plus d'un milliard de calculs par seconde, le Spaceborne Computer est « le pionnier de l'informatique hautes performances dans l'espace ». Il a affiché tout au long de cette première expérience un « comportement satisfaisant et ce, dans des conditions uniques d'alimentation et de refroidissement, soumis à des niveaux imprévisibles de radiation ». Des tests de performances, reconnus au niveau international, pour simuler la grande variété de traitements possibles ont aussi été réalisés. 

En conclusion, le Spaceborne Computer a ainsi démontré qu'un système informatique standard COTS pouvait être lancé en orbite, s'affranchir des contraintes liées au décollage (poussée, vibration...) et être installé, alimenté, refroidi et mis en réseau dans l'espace.

  • Un supercalculateur HPE, conçu par Hewlett-Packard Enterprise, a survécu à un séjour d'un an à bord de la Station spatiale internationale.
  • Cette expérience a montré que de la technologie informatique standardisée de dernière génération s'acclimatait très bien à l'environnement spatial.
  • À l'avenir, ces ordinateurs à hautes performances seront utilisés par les astronautes en voyage d'exploration au-delà de la Terre.
Pour en savoir plus

SpaceX va livrer un supercalculateur à l'ISS

Article de Marc Zaffagni publié le 14/08/2017

Un lanceur Falcon 9 de SpaceX doit décoller ce lundi pour livrer du fret à l'ISS. À son bord, un supercalculateur HP doté de composants du commerce. Il sera testé pendant un an pour éprouver sa fiabilité. À terme, ce type d'ordinateur haute performance pourrait équiper le vaisseau qui volera vers Mars.

Contrairement à ce que l'on pourrait imaginer, l'informatique à bord de la Station spatiale internationale (ISS) est loin d'être dernier cri. Par exemple, les deux ordinateurs principaux qui contrôlent le vaisseau (l'un américain, l'autre russe) utilisent des processeurs Intel 20 Mhz datant de... 1988 ! La raison de cette ancienneté tient au fait que chaque composant doit être adapté pour résister aux rayonnements ionisants. Ce protocole prend de nombreuses années afin d'éviter tout dysfonctionnement sur les équipements vitaux de l'ISS.

Cependant, une expérience devant débuter d'ici peu pourrait révolutionner l'informatique spatiale. Le lanceur Falcon 9, de SpaceX, qui va décoller ce lundi pour l'ISS, emporte à son bord un supercalculateur HP haute performance utilisant des composants du commerce et délivrant une puissance d'un pétaflop. Il s'agit de deux serveurs Linux de la gamme HPE Apollo 40 équipés de processeurs Intel Broadwell qui figurent au catalogue du constructeur.

Le supercalculateur de l'ISS aura une doublure sur Terre

Le supercalculateur sera testé durant une année. Une doublure installée sur Terre permettra d'étudier les éventuels problèmes techniques afin d'y remédier. Par ailleurs, HP et la Nasa vont tester un logiciel qui réduira la vitesse de fonctionnement de la machine en cas d'éruption solaire ou d'autre rayonnement, afin de limiter les risques de panne.

Si cette expérience est concluante, cela pourrait permettre d'équiper l'ISS, mais aussi d'autres vaisseaux, de systèmes informatiques récents, qui offriront aux astronautes des outils beaucoup plus performants pour leurs programmes de recherche. « Il se peut que nous voyions de notre vivant des vaisseaux spatiaux équipés d'ordinateurs de science-fiction », s'enthousiasme le fabricant. À suivre...

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