La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sarà ritirata alla fine di questo decennio. Per questo, le organizzazioni aerospaziali di tutto il mondo, tra cui Axiom Space, stanno sviluppando nuove idee e modelli di business per l’esplorazione e la conduzione di ricerche nell’orbita terrestre bassa (LEO). Ma, indipendentemente da come potranno diventare le prossime stazioni spaziali commerciali, una cosa è certa: il desiderio dell’umanità per la ricerca scientifica e tecnologica in orbita non si fermerà.
Nello spazio, a causa dell’infrastruttura limitata, la larghezza di banda è ridotta. Inoltre, le risorse di calcolo tradizionali sono vincolate dalle condizioni di volo spaziale e il trasporto dei dati è conteso tra operazioni e compiti scientifici. Ciò significa che, per l’elaborazione, gli astronauti devono inviare i dati e le immagini raccolte a strutture localizzate sulla Terra. Nonostante questo sia un problema minore per i satelliti che orbitano appena sopra la Terra, le future missioni di esplorazione su Marte incontreranno ritardi significativamente più lunghi a causa degli enormi volumi di informazioni che dovranno viaggiare sulla Terra e ritornare nello spazio.
Per questo, Amazon Web Services (AWS) ha recentemente collaborato con Axiom Space per analizzare i dati dalla loro Axiom Mission 1 (Ax-1) – la prima missione completamente privata per l’ISS – utilizzando un dispositivo AWS Snowcone solid state drive (SSD).
Durante l’Amazon re:MARS 2022, AWS ha annunciato che il team congiunto Axiom Space-AWS ha comunicato con successo a distanza con il Snowcone sulla ISS, dimostrando come sia possibile eseguire operazioni edge computing con set di dati localizzato sullo spazio: una prima volta assoluta per AWS, che ha gestito in remoto un’unità di edge computing per uso generale sulla ISS.
“AWS è impegnata ad eliminare le barriere tradizionali incontrate nell’ambiente spaziale, comprese le limitazioni di latenza e larghezza di banda“, ha detto Clint Crosier, Direttore di Aerospace and Satellite presso AWS. “L’esecuzione di analisi delle immagini vicino alla fonte dei dati è un enorme vantaggio perché può migliorare i tempi di risposta e consentire all’equipaggio di concentrarsi su altri compiti o missioni critiche. Questa esperienza aiuterà i nostri team a valutare come rendere l’edge computing disponibile per le future missioni spaziali“.
“La missione Ax-1 di Axiom Space è stata una missione storica volta ad espandere le opportunità commerciali nello spazio e ad aprire le porte per ulteriori dimostrazioni scientifiche e tecnologiche che possono migliorare la vita in orbita, come abbiamo visto con Axiom e AWS Snowcone“, ha detto Tejpaul Bhatia, Chief Revenue Officer della Axiom Space. “Siamo entusiasti di sfruttare le capacità di AWS e stiamo studiando applicazioni future per aiutare a catalogare varie forme di dati in una stazione spaziale, dalla gestione dell’inventario fino ad espandere l’analisi dei dati di ricerca in un laboratorio orbitante“.
Parte integrante della missione Ax-1 era la ricerca scientifica, con gli astronauti di Axiom Space che dedicavano 14 ore al giorno a più di 25 indagini di ricerca e dimostrazioni tecnologiche, tra cui l’AWS Snowcone. Questi esperimenti di microgravità, come la modellazione di organoidi tumorali per la ricerca sul cancro, producono grandi volumi di immagini e dati che l’equipaggio deve catalogare e analizzare. Inoltre, tutte le fotografie degli esperimenti a bordo devono essere schermate per informazioni sensibili. Anche per missioni spaziali della durata di soli 17 giorni – la durata della missione Ax-1 – questa attività di ricerca può produrre terabyte e terabyte di dati, raggiungendo quote di 1.000 GB al giorno.
Originariamente progettato per ambienti disconnessi e mobili, AWS Snowcone SSD non è stato concepito per l’uso di missioni spaziali. Il dispositivo offre funzionalità di edge computing con più livelli di crittografia, in una forma facile da usare e ultraportatile. In soli sette mesi, AWS ha lavorato con Axiom Space e la NASA per preparare l’invio dello Snowcone alla ISS. Ciò ha comportato un rigoroso processo di revisione di sicurezza da parte della NASA, comprese analisi termiche dettagliate e una serie di test di laboratorio che simulavano le vibrazioni casuali di un razzo durante il lancio, o del veicolo spaziale durante il volo.
“Ci sforziamo di oltrepassare i limiti e offrire funzionalità di cloud computing quando e dove sono più necessari“, ha detto Wayne Duso, Vice President, AWS Storage, Edge, and Data Governance Services. “I dispositivi della famiglia AWS Snow sono progettati per distribuire e gestire applicazioni costruite in AWS in ambienti dove non c’è connettività. Per questa missione, l’AWS Snowcone SSD, il più piccolo e leggero della famiglia Snow, è stato ideale perché pesa meno di cinque chili ed è più piccolo di una scatola di dimensioni standard. Il dispositivo si è dimostrato abbastanza durevole per fornire ad AWS potenza di calcolo, capacità d’archivio e funzionalità di rete a bordo della ISS, tutto ciò rimanendo completamente scollegato da qualsiasi impianto a terra“.
Una volta che lo Snowcone è arrivato alla stazione spaziale, i team sono stati in grado di comunicare in remoto con il dispositivo e applicare un sofisticato modello di riconoscimento degli oggetti basato sul machine learning (ML) per analizzare una foto e produrre un risultato in meno di tre secondi. Il team ha dimostrato come sia possibile ripetere questo processo a tempo indeterminato e contribuire a consentire l’uso di tecniche ML per una serie di applicazioni su stazioni spaziali future.
