최신 Apple Watch에는 NASA의 Mars 16 로버에 있는 중앙 프로세서의 2020배 메모리가 있습니다. 새로운 iPhone에는 자동차 크기의 로버 메모리의 64배가 표준으로 제공됩니다.
수십 년 동안 사람들은 우주 기반 전자 제품이 직면한 극한의 복사와 극한 온도를 지적함으로써 지상 프로세서와 우주 기반 프로세서의 비교를 일축했습니다. 우주 비행을 위해 맞춤 제작되고 수년 동안 궤도에서 잘 작동하는 것으로 입증된 구성 요소만 수십억 달러의 우주 기관 임무를 수행할 수 있을 만큼 충분히 탄력적인 것으로 간주되었습니다.
이것이 여전히 세간의 이목을 끄는 심우주 임무에 가장 적합한 방법일 수 있지만 지구에서 더 가깝게 작동하는 우주선은 최첨단 온보드 프로세서를 채택하고 있습니다. 다가오는 임무에는 훨씬 더 큰 컴퓨팅 기능이 필요합니다.
IBM의 저명한 엔지니어이자 IBM Space Tech의 최고 기술 책임자인 Naeem Altaf는 이메일을 통해 위성 센서가 "과학적 연구, 지구 관측, 국가 안보의 형태로 엄청난 양의 데이터를 생성합니다."라고 말했습니다. "데이터의 빠른 가치를 추출하려면 컴퓨팅을 데이터에 더 가깝게 가져와야 합니다."
지구 관측을 고려하십시오. 전통적으로 전자 광학 이미지와 합성 조리개 레이더 데이터는 처리를 위해 지상으로 보내졌습니다. 그것은 여전히 대부분의 경우이지만 새로운 지구 관측 센서는 궤도에서 수집 한 데이터의 양을 계속해서 확장하고 때로는 상당히 극적으로 증가합니다. 동시에 고객은 다양한 데이터 세트에서 가져온 통찰력에 빠르게 액세스하기를 갈망합니다.
기상 관측이 좋은 예입니다. 수치적 기상 모델은 우주, 항공, 해상 및 지상 센서에 대해 가져온 방대한 양의 데이터를 병합합니다. 아무도 위성에서 예측 알고리즘을 실행할 것을 제안하지 않지만 유럽 우주국의 북극 기상 위성에 핵심 항공 전자 장비를 공급하는 스웨덴 회사인 AAC Clyde Space는 날씨 데이터 전달 속도를 높이는 방법으로 온보드 처리의 개선을 보고 있습니다.
AAC Clyde Space CEO인 Luis Gomes는 "미래에는 데이터 준비, 데이터 압축, 데이터 융합 시작 등 많은 처리 작업을 선상에서 수행할 수 있는 기회가 있을 것으로 보고 있습니다."라고 말했습니다. “우리의 목표는 우주에서 실시간 기상 관측입니다. 이를 위해서는 데이터를 효율적이고 효과적으로 패키징하여 다운링크 시간을 줄여야 합니다.”
초분광 센서는 또한 온보드 처리를 "매우 중요"하게 만드는 거대한 데이터 세트를 생성한다고 Gomes는 말했습니다.
새로운 위성 컴퓨터 중 일부는 센서 데이터를 처리하는 데 사용됩니다. 다른 사람들은 우주선이 복잡한 작업을 안무하도록 도울 것입니다.
미래의 위성은 떼를 지어 작동하고 위성 간 링크를 통해 통신하고 함께 작동하여 고유한 데이터 세트를 캡처하고 통신 네트워크를 확장할 것입니다. 산업 협회인 SmallSat Alliance의 회장인 Chuck Beames는 궁극적으로 별자리는 건강과 성능에 대한 온보드 분석을 기반으로 위성을 치유하거나 재배치함으로써 문제를 해결하기 위해 인공 지능을 사용할 것이라고 말했습니다.
상업용 솔루션
컴퓨팅을 데이터 소스에 더 가깝게 가져오는 에지 처리는 지구상에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 예를 들어 석유 및 가스 회사는 장비 문제를 신속하게 식별하고 통신 및 데이터 저장 비용을 줄이기 위해 원격 사이트에서 중장비를 모니터링하는 센서 근처의 데이터를 분석합니다.
IBM과 Hewlett Packard Enterprise에서 전 세계의 신생 기업에 이르기까지 다양한 회사는 온보드 위성에서 시작하여 지구 및 달 궤도의 데이터 센터로 확장하는 향상된 우주 기반 에지 처리에 대한 불가피한 수요를 충족하기 위해 자신을 포지셔닝하고 있습니다.
소프트웨어 애플리케이션 개발자에게 위성 서비스를 임대하는 캐나다 스타트업인 Exodus Orbitals는 XNUMX월에 Edge Computing in Space Alliance를 설립했습니다. 조직은 빠르게 거의 XNUMX명의 회원을 유치했습니다.
회원 중 하나인 Ramon.Space는 "공간 복원력이 뛰어난 슈퍼컴퓨팅 시스템"을 광고합니다. Ramon.Space의 전략 영업 담당 부사장인 Lisa Kuo는 지상 슈퍼컴퓨터와 거의 유사하지 않지만 저용량 우주 비행사 컴퓨터와는 크게 다르며 "지구상의 컴퓨팅 기능에 훨씬 더 가깝습니다"라고 말했습니다. 2004년에 설립된 이스라엘 회사로 국제적으로 확장하고 있습니다. "우리는 매우 가는 빗살로 우주 컴퓨팅 시스템을 검토하고 각 구성 요소에 대해 최적의 방사선 경화 기술을 채택합니다."
맞춤형 접근 방식과 달리 캘리포니아 패서디나의 스타트업 Exo-Space는 인공 지능과 기계 학습을 지구 관측 데이터에 적용하여 귀중한 정보를 빠르게 추출하는 플랫폼인 FeatherEdge를 제공합니다.
제레미 알람(Jeremy Allam) 최고경영자(CEO)는 "장기적으로 엑소스페이스는 별자리 관리나 예측 유지보수와 같은 보다 범용적인 사용 사례에 기술을 적용할 계획"이라고 말했다.
시드니에 본사를 둔 Spiral Blue는 Space Edge 컴퓨터로 지구 이미지에 인공 지능을 적용합니다.
Spiral Blue의 설립자이자 CEO인 Taofiq Huq는 "위성들은 실제로 파괴할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 데이터를 캡처할 수 있습니다. 개선된 온보드 처리를 통해 위성은 해상 선박 추적을 위한 선박 위치와 같은 가장 중요한 정보를 강조 표시하고 다운링크할 수 있다고 덧붙였습니다.
상자에 넣어
다른 회사는 우주 비행을 위한 지상 컴퓨터 포장을 전문으로 합니다. 예를 들어 OrbitsEdge는 HPE를 포함한 고객과 협력하여 지상 애플리케이션용으로 설계된 컴퓨터가 궤도에서 작동할 수 있도록 하는 방사선 차폐 및 열 관리 시스템을 제공합니다.
플로리다주 Titusville에 기반을 둔 OrbitsEdge의 설립자이자 최고 기술 책임자인 Rick Ward는 "고출력 계산 파이프라인에 의존함으로써 우리가 비행하는 모든 것이 가장 현대적인 것임을 확신할 수 있습니다."라고 말했습니다. "양자 컴퓨팅으로 전환하고 일부 양자 컴퓨팅 회사와 이미 대화를 나누었을 때 우리도 그렇게 할 수 있습니다."
Cosmic Shielding Corp.도 유사한 접근 방식을 취하지만 프로세서 보호에 중점을 두는 대신 애틀랜타 신생 기업은 궤도에 있는 사람과 전자 제품을 보호하기 위해 3D 인쇄 폴리머를 개발했습니다.
Cosmic Shielding의 설립자이자 CEO인 Yanni Barghouty는 "이 재료로 위성 버스를 만들 수 있으며 상당한 개선을 제공할 것입니다. "현재 우리는 기존 재료에 비해 약 60~70%의 방사선 선량률 감소를 보고 있습니다."
가장자리 확장
온보드 처리를 향상시키는 것 외에도 회사는 지상국에 에지 프로세서를 설치하고 데이터 처리 전용 별자리를 출시할 계획을 세우고 있습니다.
"에지 컴퓨팅은 사용 사례와 데이터의 중요도에 따라 다른 부문에서 수행될 수 있습니다."라고 IBM의 Altaf는 말했습니다. "우리는 궤도에서 무거운 페이로드를 담당하고 다른 위성에 대한 계산 서비스를 수행하는 전용 계산 위성을 가질 수 있습니다."
역사가 어떤 지침이 된다면 궤도에서 데이터 처리에 대한 수요는 계속 증가할 것입니다. 지상파 응용 프로그램의 연속 세대에는 항상 추가 메모리와 처리 속도가 필요합니다.
국제 우주 정거장의 Spaceborne Computer-2의 HPE 수석 연구원인 Mark Fernandez는 지상과 마찬가지로 우주에서도 "더 빠른 속도, 더 나은 네트워킹, 더 많은 성능을 원합니다"라고 말했습니다.
이 기사는 원래 SpaceNews 매거진 2022년 XNUMX월호에 실렸습니다.
