最新のAppleWatchは、NASAのマーズ16ローバーの中央処理装置の2020倍のメモリを搭載しています。 新しいiPhoneには、車サイズのローバーのメモリの64倍が標準装備されています。
何十年もの間、人々は、宇宙ベースの電子機器が直面している過酷な放射と極端な温度を指摘することによって、地上と宇宙ベースのプロセッサの比較を却下しました。 宇宙飛行用にカスタムビルドされ、長年の軌道上で十分に機能することが証明されたコンポーネントのみが、数十億ドル規模の宇宙機関のミッションに十分な弾力性があると見なされました。
それでも注目を集める深宇宙ミッションには最善の策かもしれませんが、地球の近くで動作する宇宙船は、最先端の搭載プロセッサを採用しています。 今後のミッションでは、さらに優れたコンピューティング機能が必要になります。
衛星センサーは、「科学研究、地球観測、国家安全保障の形で膨大な量のデータを生成します」と、IBMの著名なエンジニアでIBM SpaceTechの最高技術責任者であるNaeemAltaf氏は電子メールで述べています。 「データの迅速な価値を引き出すには、コンピューティングをデータに近づける必要があります。」
地球観測を考えてみましょう。 従来、電気光学画像と合成開口レーダーのデータは、処理のために地上に送られてきました。 それはまだ大部分が当てはまりますが、新しい地球観測センサーは、軌道上で取得されるデータの量を、時には非常に劇的に拡大し続けています。 同時に、顧客はさまざまなデータセットから引き出された洞察への迅速なアクセスを望んでいます。
気象観測は良い例です。 数値気象モデルは、宇宙、空中、海上、および地上のセンサー用に抽出された膨大な量のデータをマージします。 衛星で予測アルゴリズムを実行することを提案する人は誰もいませんが、欧州宇宙機関の北極気象衛星にコアアビオニクスを供給しているスウェーデンの会社であるAAC Clyde Spaceは、気象データ配信を高速化する方法として機内処理の改善を見ています。
AAC ClydeSpaceのCEOであるLuisGomesは、次のように述べています。 「私たちの目的は、宇宙からのリアルタイムの気象観測です。 そのためには、データを効率的かつ効果的にパッケージ化して、ダウンリンクする時間を短縮する必要があります。」
ハイパースペクトルセンサーは、オンボード処理を「非常に重要」にする巨大なデータセットも生成します、とゴメス氏は述べています。
新しい衛星コンピューターのいくつかは、センサーデータの処理に専念する予定です。 他の人は、宇宙船の振り付けの複雑な操作を支援します。
将来の衛星は群れで動作し、衛星間リンクを介して通信し、連携して固有のデータセットをキャプチャし、通信ネットワークを拡張する可能性があります。 業界団体であるSmallSatAllianceの会長であるChuckBeames氏は、最終的には、人工知能を使用して、衛星の健全性とパフォーマンスのオンボード分析に基づいて衛星を修復または再配置することで問題を解決する予定です。
商用ソリューション
計算をデータソースに近づけるエッジ処理は、地球上でますます人気があります。 たとえば、石油およびガス会社は、リモートサイトの重機を監視するセンサーの近くのデータを分析して、機器の問題を迅速に特定し、通信およびデータストレージの費用を削減します。
IBMやヒューレットパッカードエンタープライズから世界中の新興企業に至るまでの企業は、衛星搭載から始まり、地球と月周回軌道のデータセンターにまで及ぶ、拡張された宇宙ベースのエッジ処理に対する必然的な需要を満たすために自らを位置付けています。
ソフトウェアアプリケーション開発者に衛星サービスを貸し出すカナダの新興企業であるExodusOrbitalsは、XNUMX月にEdge Computing in SpaceAllianceを設立しました。 組織はすぐに約XNUMX人のメンバーを引き付けました。
メンバーの2004人であるRamon.Spaceは、「スペースに強いスーパーコンピューティングシステム」を宣伝しています。 地上のスーパーコンピューターとはほとんど似ていませんが、低容量の宇宙飛行コンピューターとは大きく異なり、「地球上にあるようなコンピューティング機能に非常に近い」と、Ramon.Spaceの戦略的販売担当副社長であるLisaKuo氏は述べています。 XNUMX年に設立され、国際的に拡大しているイスラエルの会社。 「私たちは非常に細かい歯の櫛で宇宙コンピューティングシステムを調べ、各コンポーネントに最適な耐放射線技術を採用しています。」
特注のアプローチとは対照的に、カリフォルニア州パサデナのスタートアップExo-Spaceは、人工知能と機械学習を地球観測データに適用して貴重な情報をすばやく抽出するプラットフォームであるFeatherEdgeを提供しています。
長期的には、Exo-Spaceは、「コンステレーション管理や予知保全などのより汎用的なユースケースにテクノロジーを適応させる」ことを計画しています」とCEOのジェレミーアラムは述べています。
シドニーを拠点とするスパイラルブルーは、SpaceEdgeコンピューターを使用して地球の画像に人工知能を適用しています。
「衛星は、実際にダウンさせることができるよりもはるかに多くのデータをキャプチャできます」と、スパイラルブルーの創設者兼CEOであるTaofiqHuqは述べています。 改良された船内処理により、衛星は海上船舶追跡のための船の位置など、最も重要な情報を強調表示してダウンリンクすることができます、と彼は付け加えました。
梱包してください
他の企業は、宇宙飛行用の地上コンピュータのパッケージングを専門としています。 たとえば、OrbitsEdgeは、HPEを含む顧客と協力して、地上アプリケーション用に設計されたコンピューターが軌道上で機能できるようにする放射線シールドおよび熱管理システムを提供します。
フロリダ州タイタスビルに本拠を置くOrbitsEdgeの最高技術責任者兼創設者であるRickWardは、次のように述べています。 「私たちが量子コンピューティングに専念し、すでにいくつかの量子コンピューティング企業と話し合っているときは、それも可能です。」
Cosmic Shielding Corp.も同様のアプローチを採用していますが、アトランタの新興企業は、プロセッサの保護に重点を置く代わりに、軌道上の人や電子機器を保護するために3Dプリントされたポリマーを開発しました。
「この材料から衛星バスを構築することができ、それによって大幅な改善がもたらされます」と、CosmicShieldingの創設者兼CEOであるYanniBarghoutyは述べています。 「現在、従来の材料と比較して、約60〜70パーセントの放射線量率の低下が見られます。」
エッジを拡張する
オンボード処理を強化することに加えて、企業は地上局にエッジプロセッサを設置し、データ処理専用のコンステレーションを立ち上げる計画を立てています。
「エッジコンピューティングは、ユースケースとデータの重要度に応じて、さまざまなセグメントで実行できます」とIBMのAltafは述べています。 「私たちは、軌道上で重いペイロードを引き受け、他の衛星の計算サービスを実行する任務を負っている専用の計算衛星を持つことができます。」
歴史が参考になるとすれば、軌道上でのデータ処理の需要は増え続けるでしょう。 地上アプリケーションの連続世代は、常に追加のメモリと処理速度を必要とします。
国際宇宙ステーションのSpaceborneComputer-2のHPE主任研究員であるMarkFernandezは、地上と同様に、宇宙では「より速く、より良いネットワークを、より多くの電力を必要としています」と述べています。
この記事は、もともとSpaceNews誌の2022年XNUMX月号に掲載されました。
