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故事
地球上方国际空间站的插图

来自太空的云“数据爆发”将宇航员更接近火星 - 并改善地球上的生活

当Michael Collins在Apollo 11的命令模块上窥探一个门户网站时,尼尔阿姆斯特朗和Buzz Aldrin在下面制作了他们的历史月球步行时,他看到了一个没有边界的蓝色和白色星球。如果政治领导人也可以看到这个世界,那么人类会让人们有更美好的未来 - 作为一个整个地球 - 并学会合作。

但他无法分享他现在的着名蜕皮随着人们再次在地球上踏上地球,部分原因是由于宇宙飞船与地面控制之间的连接严重有限。

HPE的太空繁文计算机-2
HPE的Spareborne Computer-2是关于微波炉的大小(通过NASA照片)

各公司的软件工程师和研究人员正在通过一种新的合作伙伴关系共同努力改变这种状况,这种合作关系正在改善通信,并使能够推动宇航员进一步进入太空的实验成为可能,同时也在改善地球上的人的生活。这一切都基于一个新的平台,这个平台包括一台小型微波炉大小的超级计算机,它正在从太空连接到云。

“我在夜间新闻中长大了空间,现在我们又回到了一个新的技术,由新技术推动,”国际空间站美国国家实验室的计划和伙伴关系副总裁Christine Kretz说。新的可重复使用的火箭是让太空探索更实惠,并将其打开到更多的球员,她说,“这是新的空间。它正在撕毁竞争和分歧。“

克里茨组织美国国家航空航天局(NASA)已通过国会指示,负责管理国际空间站上的美国国家实验室(国际空间站)她的工作是寻找团体——从大学到初创企业再到科技巨头——来“尽可能最好地利用这艘已经成为环绕地球的漂浮实验室的航天器的技术。”

将重力从方程式中移除,给研究从内燃机到空气净化系统到癌症治疗的科学家带来了巨大的不同。在空间站人类居住的21年里,来自100多个国家的4000多名研究人员进行了3000多项实验。

在作品中拥有数百个想法,科学家需要稳固的基础设施和连接来运行和访问他们的实验。这就是赫尔特Packard企业(HPE)和微软之间的新伙伴关系bet188手机版app旨在提供,边缘计算和天蓝色的云。

到目前为止,从空间站收集的研究数据一直是一滴一滴地传输下去的,因为可用的有限连接的优先级存在竞争。当研究人员获得数据时,已经太晚了,无法对收集过程做出任何必要的调整,也无法对任何可能在重力影响之外出现的意外做出反应。

该受约束的连接也可以延迟向宇航员传达关键决策,该宇航员通常必须等待达到地面控制并在那里进行分析,然后以必要的洞察力返回。

国际空间站内的命运模块
国际空间站内的命运模块,宇航员执行许多实验(通过NASA照片)

空间站很难,该空间站高达地球上250英里的轨道。但月球比这更远的千倍。在最远的轨道位置,火星是距离的一百万次。因此,在宇航员的指尖和更好的管道中需要更强大的计算能力,以及用于共享信息的更好的管道,所以必须更强大。

HPE已经在为美国宇航局设计超级计算机,用于计划任务所需的繁重计算。因此,该公司从构成超级计算机的数百台高性能计算服务器中选取一台,确保它能安装在火箭中,然后对其进行测试,看它是否能经受住发射时的震动和卡嗒卡嗒的声音,是否能由未经培训的人员安装并在太空中运行,在那里,游离的宇宙射线可以将计算机的1翻转为0,反之亦然,并对系统造成严重破坏。

成功了。

马克·费尔南德斯说,现在第二次迭代——2月发射到国际空间站的星载计算机-2——采用了第一次任务中经过验证的方法,以及一个更先进的系统,专门设计用于恶劣环境和处理人工智能和分析,HPE项目的主要调查员。

太空中的计算机-2功能强大,足以在太空中进行数据收集的分析工作,其过程被称为边缘计算。就好像你的手通常发送信息到大脑,不得不等待分析和响应信号之前撤出了热火炉,然后突然有能力来分析温度在指尖本身,决定立即反冲的热量。

空间播种计算机2.
国际空间站上的太空传播计算机 - 2(照片由NASA)

在空间站上有数百个仪器,有些经常收集数据,有些需要经常发送视频。减少需要传输的数据量,就可以腾出时间进行更多的科学实验。

尽管如此,还必须向地球发送更长的计算请求帮助。

例如,合作伙伴正在进行的一项试验解决了执行较长空间任务的宇航员的保健需求。人类在太空中长期逗留对身体的影响尚不完全清楚,因此能够频繁监测太空变化的技术尤为重要。

因此,实验测试宇航员是否能够在船舶上额外辐射曝光的潜在危险中持续监测他们的健康,这可能在像火星这样的行星是远离医疗的七个月的旅行时,这可能证明甚至可能。实验中的宇航员下载他们的基因组并分析它们的异常。Those then get compared to the National Institute for Health’s database to find out whether there are any new mutations, and if those are benign and the mission can continue, or if they’re ones often linked to cancer that may require immediate care back on Earth. It’s the ultimate test of telemedicine that’s being eyed for remote locations around the world as well.

太空正在经历一个重大的转型时期

但对单个人类基因组(约60亿个字符)进行测序会产生约200千兆字节的原始数据,而星载计算机-2每周只分配两小时的通信带宽用于向地球传输数据,最大下载速度为每秒250千字节。这一数字每周不到2GB,甚至不足以下载一部Netflix电影,这意味着只传输一个基因组数据集需要两年的时间。

“这就像在90年代拨打拨号调制解调器”,Microsoft的主要软件工程经理David Weinstein说bet188手机版app蔚蓝的空间该部门是去年创建的,以支持已经在空间部门的人,同时还通过将其与其他公司的卫星平台集成来绘制新进入者。

So Weinstein’s team developed the idea to flip what many organizations do now when they run out of room for computations within their own computer systems and “burst” the overflow up to the cloud temporarily — it’s the same pattern, he says, just bursting down to the cloud from space instead. When the space station runs out of computing room during an experiment, it will automatically burst down into the huge network of Azure computers to get help, connecting space and Earth to solve the problem in the cloud.

在整个工程师编写的代码中可以在船上进行地板进行拆开的数据,以查找需要额外审查的事件或异常,例如突变,在基因组实验的情况下 - 然后它可以将这些位突出到地球上并进入Azure,而不是劳动来发送数十亿。从那里,世界上任何地方的科学家都可以利用云计算的力量来运行他们的分析和决策的算法,访问数百万计算机并行运行并通过165,000英里的光纤电缆连接,连接蔚蓝的数据中心在全球范围内的65个区域分散。.

Fernandez回顾一位研究人员的挫败感,即从空间站获取她的数据需要数月。他提出帮助,在六分钟内,太空发布的计算机在六分钟内加工了她的数据集,然后下载了一个比较小的文件,然后下载了20,000倍。

下载视频

“所以我们从几个月缩短到几分钟,”费尔南德斯说。“就在那时,灯泡熄灭了。”

速度更为重要,因为国会只批准了到2024年的空间站预算。

“我们必须尽可能多地获得我们离开的时间,”Kretz说。

迄今为止已经完成了四个初始实验 - 包括将数据爆发到Microsoft Cloud,具有成功的“Hello World”消息 - 并且在Fernandez说,有四个其他人在队列bet188手机版app中进行了四个行动和29次。一些测试与医疗保健有关,例如基因组实验和传输宇航员的声像和X射线。其他人在生命科学中,例如分析船上种植的作物,以便更长的任务来确定奇怪的马铃薯是否因缺乏重力而变形 - 生物学中的一个新变量 - 或者被感染,需要被摧毁。.还有其他人处理太空旅行和卫星到卫星通信。

太空活动和探索对地球上的日常生活有着巨大的影响,无论是宽带互联网还是来自卫星的GPS信号,这些信号提供导航和计时信号,比如用于金融网络的信号,司机可以在加油站刷信用卡。航天器越来越小,越来越强大,但仍然需要轻量化和完全自成一体,这种限制迫使工程师和开发人员重新考虑他们的设计设想。

在去年加入微软领导Azure space之前,曾任美国国防部负责太空政策的副助理部长的史蒂夫·基泰(Steve Kitay)说,这推动了创新,带来了应用科学的突破,这些突破在地面上有多种用途。bet188手机版app他说,自从SpaceX和其他公司推出了新火箭,包括一些可以重复使用的火箭,大幅降低了发射成本,这种影响就急剧扩大。

W我们又回来了,在新技术的推动下,进行了一场新的太空竞赛

“空间正在经历这种重大的转型期,”凯蒂说。“它在历史上一直是主要国家和政府主导的环境,因为建立和推出空间系统真的很昂贵。但是现在正在发生的事情是空间的快速商业化,为更多演员开辟了新的机会。“

Glenn Musa是Azure Space的高级软件工程师Glenn Musa表示,使用代码的开源软件的开源软件的使用代码使得可以更轻松地构建在空间站中运行的程序。自太空传播计算机 - 2以来有一个Azure.他说,通过与地球上计算机一样的现成工具和语言,开发者“不再需要是特殊的空间工程师或火箭科学家”来为国际空间站构建应用程序,但可以用高中计算机科学学生的技能来实现。

Musa说,今天今天在上个世纪的太空比赛上营造了太空探索的人“为时尚限,但是在我们的火箭船上冒险进入太空。”“But once we’re able to connect devices from space to the computers we have here on Earth, we open up a big sandbox, and we can all be part of experimentation in space and developing new technologies that we’ll use in the future.

“这是不可能的,但现在可能性是无穷无尽的。”


顶部照片:地球上的国际空间站的例证(图像由SciePro/盖蒂图库)