HPEs Weltraum-Computer schließt 24 Experimente ab

Der HPE Spaceborne Computer-2 ist die erste kommerzielle Edge-Computing- und KI-Lösung, die auf der Internationalen Raumstation installiert wurde (Mai 2021). Bild: NASA

Hewlett Packard Enterprise (HPE) schickte den SBC-2 in Zusammenarbeit mit dem ISS National Laboratory im Februar 2021 in den Weltraum und installierte ihn im Mai 2021 auf der ISS. Das System besteht aus dem Edge-Server HPE Edgeline Converged EL4000 Edge System und dem HPE ProLiant DL360 Server, einem Industriestandard-Server, der zusätzliche Hochleistungsfunktionen für eine Reihe von Aufgaben wie Edge, HPC, KI usw. bietet.

SBC-2 ist Teil einer übergeordneten Mission, die darauf abzielt, die Datenverarbeitung erheblich weiterzuentwickeln und die Abhängigkeit von der Kommunikation zu verringern, wenn Menschen weiter ins All – zum Mond, zum Mars und darüber hinaus reisen. Die Lösung zeigt auch Möglichkeiten auf, wie Astronauten ihre Selbstständigkeit erhöhen können, indem sie Daten direkt auf der Raumstation in Echtzeit verarbeiten und so längere Verzögerungen und Wartezeiten umgehen. Letztere entstehen, wenn Rohdaten zur Erde geschickt werden, um dort verarbeitet, analysiert und zurück ins All geschickt zu werden.

Seit seiner Installation auf der ISS hat der SBC-2 Dutzende von Experimenten für Organisationen wie Axiom, Cornell University, Cumucore, Microsoft, NASA und Titan Space Technologies durchgeführt. Beispiele für diese Experimente sind:

• Experiment zur Erhöhung der Sicherheit und Unabhängigkeit für Menschen im Weltraum durch den Einsatz KI-gestützter Schadenserkennung in Astronautenhandschuhen – Astronauten auf der ISS sind häufig auf Weltraumspaziergängen unterwegs, um Geräte zu reparieren, neue Instrumente zu installieren und Funktionen der Raumstation zu überarbeiten. Dabei tragen sie unverzichtbare Handschuhe, an denen es zu natürlichen Abnutzungserscheinungen oder sogar zu Rissen und Schnitten kommen kann, was ein Sicherheitsrisiko darstellt. In einem von der NASA, HPE und Microsoft geleiteten Experiment wertete SBC-2 Fotos und Videoaufnahmen von kürzlich getragenen Handschuhen von Astronauten im Weltraum mit Hilfe der KI-gestützten Fähigkeiten aus. Das von der NASA und Microsoft gemeinsam entwickelte Handschuh-Analysemodell wurde dann verwendet, um im Weltraum schnell nach Anzeichen von Schäden zu suchen. Falls ein Schaden entdeckt wird, wird ein KI-kommentiertes Foto im Weltraum erstellt und sofort zur Erde gesendet, auf dem die Bereiche markiert sind, die von den NASA-Ingenieuren weiter untersucht werden sollen.

• Automatische Auswertung von Satellitenbildern nach einer Katastrophe – Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA beobachtet die Erde aus dem Weltraum, um das Klima zu erforschen und die Katastrophenhilfe zu unterstützen. Auf dem SBC-2 - in Verbindung mit eingebetteten Prozessoren, testete das NASA JPL mehrere Deep-Learning-Inferenznetze zur automatischen Interpretation von Fernerkundungsbildern von Land und Strukturen nach einer Katastrophe. Zwei dieser Verfahren nutzen beispielsweise Radardaten der UAVSAR-Plattform, um die Ausdehnung von Überschwemmungen (z. B. nach einem Wirbelsturm) und die Schäden an städtischen Gebäuden (z. B. nach einem Erdbeben) zu ermitteln. Diese Techniken könnten an Bord künftiger Raumfahrzeuge eingesetzt werden, um den zuständigen Behörden rasch einsatzfähige Produkte zur Verfügung zu stellen, die bei der Katastrophenbewältigung helfen.

• 3D-Druck im Weltraum mit validierter Software – Angesichts der bevorstehenden Weltraumreisen der Menschheit wird es nicht mehr zeitgemäß und praktisch sein, Material zur Reparatur oder zum Bau neuer Ausrüstung von der Erde aus zu bestellen. Additive Fertigung kann die Unabhängigkeit von Menschen jenseits der erdnahen Umlaufbahn steigern. Die Cornell Fracture Group der führenden Forschungsuniversität Cornell University hat daher eine Modellierungssoftware entwickelt, die den 3D-Druck von Metallteilen simulieren und sogar Versagen und Verformung vorhersagen kann, die beim Druck unter den rauen Bedingungen des Weltraums auftreten können. Die Software wurde erfolgreich auf dem SBC-2 getestet und hat damit bewiesen, dass sie im Weltraum eingesetzt werden kann, um ein Teil digital zu simulieren und zu verstehen, wie es sich in der Realität verhalten wird.

• Erweiterung der Netzkapazität auf der ISS mit einem 5G-Kernprototyp – Cumucore, ein Anbieter für private Mobilfunklösungen, testete sein 5G-Kernnetz zusammen mit RAN-Emulatoren und anderen Funktionen auf dem SBC-2, um die aktuellen Fähigkeiten der Basisstation und der Endnutzergeräte zu emulieren. Die Validierung hat gezeigt, dass es möglich ist, hochmoderne 5G-Funktionen auf ausgewählten Satelliten und Raumfahrzeugen zu installieren, um eine neue Stufe der Kommunikation im Weltraum zu erschließen. Die Validierung hat auch das Potenzial, in naher Zukunft Möglichkeiten zur Nutzung von 5G zu schaffen, da die Kommerzialisierung des Weltraums rasch voranschreitet.

• Entwicklung von Software-Code zur Berechnung des Treibstoffbedarfs auf der Grundlage der Reiseentfernung im Weltraum – Im Rahmen der fortlaufenden Arbeit von HPE mit Studenten auf der ganzen Welt zur Betreuung und Unterstützung von Anstrengungen in der MINT-Forschung öffnete HPE den SBC-2 für Studenten in Indien, die an Codewars, einer Bildungsgemeinschaft und einem Wettbewerb für Computerprogrammierung, teilnehmen. Die Projekte konzentrierten sich im Wesentlichen auf die Entwicklung von Code in C++, Python und Fortran. Ein Projekt beinhaltete den C++-Code des Satzes von Pythagoras, um zu berechnen, wie viel Treibstoff für eine bestimmte Entfernung im Weltraum benötigt wird, um direkt dorthin zu reisen, ohne auftanken zu müssen.

Um mehr über den Spaceborne Computer-2 zu erfahren und um einen Vorschlag für die Nutzung des Systems einzureichen, besuchen Sie bitte: www.hpe.com/info/spaceborne

Über Hewlett Packard Enterprise

Das globale Edge-to-Cloud-Unternehmen Hewlett Packard Enterprise (HPE) hilft Kunden, den Wert aller ihrer Daten an jedem Ort zu erschließen, sodass sie bessere Geschäftsergebnisse erzielen. Seit Jahrzehnten erfindet HPE die Zukunft neu und treibt Innovationen voran, um das Leben und die Arbeit der Menschen zu verbessern. HPEs offene und intelligente Technologielösungen – dazu gehören Cloud-Dienste, Server, Supercomputer, künstliche Intelligenz, Intelligent Edge, Software und Speicher – werden als Dienstleistung („as a service“) bereitgestellt und bieten eine einheitliche Nutzererfahrung über Clouds und verteilte Standorte hinweg. Das hilft Kunden, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, neue Prozesse einzuführen und ihre Betriebsleistung zu steigern. Weitere Informationen finden Sie hier: www.hpe.com

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