Идея размещать вычислительные мощности за пределами Земли постепенно перестает быть исключительно научной фантастикой. Компания Starcloud готовит эксперимент, в рамках которого мощный вычислительный модуль SC-1L отправится на орбиту Луны и будет обрабатывать данные непосредственно в космосе.
Проект реализуют совместно со SpaceTech-компанией Firefly Aerospace. Вычислительная система Starcloud станет полезной нагрузкой космического аппарата Elytra, который должен отправиться к Луне в рамках третьей лунной миссии Firefly. Запуск планируется не ранее 2028 года. Главная задача эксперимента — проверить технологии, необходимые для создания будущих центров обработки данных на лунной орбите.
Почему вообще понадобилось переносить вычисления так далеко от Земли? Ответ связан с будущим освоением Луны. По мере появления там новых посадочных аппаратов, роботов, научных приборов и других систем объем собираемых данных будет расти. Если обрабатывать их непосредственно рядом с источником, на Землю придется передавать уже готовые результаты, а не весь исходный массив.
Как работает вычислительный эксперимент
SC-1L будет установлен на борту орбитального аппарата Elytra. Система получит данные от расположенного там же комплекса компьютерного зрения Solux, разработанного Firefly.
Solux предназначен для работы в космосе без привычной для земных систем навигационной инфраструктуры. Он помогает аппарату определять положение и ориентацию, а также выполнять автономную навигацию. На Elytra также будут установлены телескопы высокого разрешения для съемки и исследования лунной поверхности.
В эксперименте цепочка будет выглядеть довольно просто:
получение данных → обработка на борту → передача результата на Землю.
SC-1L будет выполнять ресурсоемкие задачи искусственного интеллекта непосредственно на орбите Луны. Это принципиально отличается от традиционного подхода, при котором спутник в основном собирает информацию, а ее сложная обработка происходит на наземных серверах.
Фактически исследователи хотят проверить, можно ли превратить космический аппарат в небольшой автономный дата-центр.
Зачем обрабатывать данные в космосе
Представим лунный аппарат, который непрерывно получает изображения поверхности. Современная камера высокого разрешения способна создавать огромные массивы данных. Если передавать на Землю все необработанные изображения, потребуется соответствующая пропускная способность канала связи.
Но большая часть этих данных может оказаться не столь полезной. Например, алгоритм искусственного интеллекта способен самостоятельно определить интересующий объект, классифицировать изображение или выявить необычный участок поверхности.
В таком случае гораздо эффективнее отправить на Землю не гигабайты исходных данных, а результаты их анализа.
Именно этот принцип Starcloud уже отрабатывала на околоземной орбите. Компания ранее демонстрировала запуск и обучение моделей искусственного интеллекта на серверных GPU непосредственно в космосе. Теперь технология должна пройти испытание значительно дальше от Земли — в лунной орбите.
Почему Starcloud смотрит именно на Луну
Для Starcloud эксперимент является частью более масштабной концепции космических дата-центров. Компания рассматривает орбитальные вычислительные мощности как инфраструктуру для будущей деятельности человека и роботов за пределами Земли.
Луна в этом плане особенно интересна. Уже сейчас различные организации готовят новые посадочные аппараты, орбитальные платформы и научные миссии. В перспективе вокруг и на поверхности Луны может появиться целая сеть техники, которой потребуется постоянная связь и вычислительные ресурсы.
Вместо того чтобы отправлять каждый большой массив данных на Землю, часть вычислений можно выполнять непосредственно в лунном регионе.
Именно поэтому нынешний эксперимент нельзя воспринимать как попытку немедленно построить полноценный дата-центр на орбите Луны. Это скорее проверка отдельных технологических элементов будущей системы.
Что будет делать Elytra
Elytra — орбитальный аппарат Firefly, рассчитанный на длительную работу вокруг Луны. В рамках рассматриваемой миссии он сначала будет выполнять функции транспортного аппарата и ретранслятора связи для лунного посадочного модуля Blue Ghost.
Этот аппарат должен доставить на поверхность Луны научное и технологическое оборудование в районе куполов Груитхайзен в рамках программы NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS). После завершения основной части миссии Elytra останется на лунной орбите еще примерно на пять лет.
Это важная особенность проекта: Starcloud получит возможность испытывать свое оборудование не во время короткого пролета Луны, а в течение продолжительного периода эксплуатации орбитальной платформы.
Кроме SC-1L, Elytra будет оснащен оптическими системами Firefly. Телескопы высокого разрешения предназначены для картографирования лунной поверхности, поиска полезных минералов и разведки потенциально интересных районов.
Таким образом, один аппарат одновременно станет исследовательской платформой, ретранслятором связи и испытательным стендом для космических вычислений.
Что такое космический дата-центр
В традиционном понимании дата-центр — это огромное количество серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования и инфраструктуры охлаждения, объединенных в одном объекте.
В космосе концепция выглядит иначе.
Главное преимущество заключается в возможности разместить вычислительную систему непосредственно там, где возникают данные. Для будущей лунной инфраструктуры это может означать автономные вычислительные узлы на орбите, связанные с посадочными аппаратами, роботами и другими космическими системами.
Однако создать такой центр обработки данных гораздо сложнее, чем обычный наземный.
Оборудование придется защищать от радиации, работать с ограниченными энергетическими ресурсами и обеспечивать отвод тепла в вакууме. Кроме того, любой ремонт или замена оборудования потребуют отдельной космической миссии.
Поэтому прежде чем строить полноценную инфраструктуру, необходимо понять, насколько надежно вычислительное оборудование сможет работать в подобных условиях.
Следующий шаг после околоземной орбиты
Переход от низкой околоземной орбиты к Луне — серьезное расширение возможностей технологии.
На низкой орбите Starcloud уже проверяла работу мощных вычислительных систем. Теперь инженеры смогут оценить, как подобная архитектура функционирует в более удаленной области космоса и в составе аппарата, который одновременно выполняет другие задачи.
Особый интерес представляет обработка данных от системы компьютерного зрения. Если SC-1L сможет быстро анализировать изображения, полученные Solux, эксперимент продемонстрирует принцип «вычислений там, где создаются данные».
Это может оказаться особенно полезным для автономных космических аппаратов. Чем больше решений аппарат способен принимать самостоятельно, тем меньше он зависит от постоянных команд с Земли.
До полноценного лунного дата-центра еще далеко
Несмотря на впечатляющую концепцию, нынешний эксперимент не означает, что полноценные серверные фермы скоро появятся вокруг Луны.
SC-1L — лишь один вычислительный модуль на борту космического аппарата. Его задача — проверить конкретные технологии и получить практические данные об их работе в лунной среде.
Если испытание пройдет успешно, следующий этап может заключаться в увеличении вычислительной мощности, расширении каналов связи и создании специализированных орбитальных платформ.
В перспективе подобная инфраструктура могла бы стать своеобразным «облаком» для лунной экономики: роботы и научные приборы собирают данные, ближайшие вычислительные узлы анализируют их, а на Землю отправляются наиболее важные результаты.
Пока это лишь один экспериментальный шаг. Но он показывает, что космическая инфраструктура постепенно начинает развиваться не только вокруг ракет и посадочных аппаратов, но и вокруг совершенно привычной для земной экономики вещи — вычислений.
