¿Necesitas nubes en el espacio?

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Un proyecto conjunto entre las agencias espaciales de los Estados Unidos y la India implica el lanzamiento de un radar de apertura sintética de doble frecuencia desde el centro espacial Sriharikot en Andhra Pradesh en 2022. El satélite NISAR será el primer radar en utilizar frecuencias duales (bandas L y S). El uso de tecnología avanzada de radar debería proporcionar una visión sin precedentes y altamente detallada de la Tierra. El satélite NISAR permite observar y medir las perturbaciones del ecosistema, la destrucción de la capa de hielo, así como predecir y rastrear desastres naturales: terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas y deslizamientos de tierra.

¿Cómo se ve un satélite?

NISAR


NISAR

Se espera que NISAR genere 100 terabytes por día. Esta es una gran cantidad de datos que deben recopilarse y procesarse para varias agencias espaciales involucradas en el proyecto. Los propios centros de datos de las agencias espaciales no pueden hacer frente a tal carga. Por lo tanto, la NASA usará la nube. Gracias a esta tecnología, tenemos un buen lugar para almacenar, analizar y analizar datos que se utilizarán en beneficio de la humanidad.

Curiosamente, los científicos tienen la intención de utilizar activamente la tecnología de computación GPU. Anteriormente, no estaban familiarizados con él, pero al estudiar la aplicabilidad de la tecnología, fue posible establecer que las GPU a veces son 100 veces mejores que los métodos tradicionales de cálculo y, en general, dan resultados cuatro veces más rápidos. Además, los científicos también podrán cambiar entre la CPU y la GPU, dependiendo de lo que sea más barato y más apropiado de usar en este momento.

Los datos recopilados durante la misión NISAR ayudarán a revelar información sobre el desarrollo y el estado actual de la corteza terrestre, ayudarán a los científicos a comprender mejor los procesos del cambio climático en nuestro planeta y, en teoría, brindarán la oportunidad de gestionar los recursos disponibles y predecir desastres. La nube ayudará a los investigadores a procesar los datos de manera diferente. Podrán utilizar el aprendizaje automático para identificar tendencias, tanto en datos científicos como en datos de telemetría.

Seguimiento e identificación de naves espaciales

La Agencia Estadounidense de Desarrollo Espacial ( SDA, por sus siglas en inglés ) cree que la tecnología en la nube puede proporcionar una asistencia significativa en el desarrollo de un proyecto para rastrear e identificar rápidamente cohetes y otras naves espaciales. Los sensores de seguimiento generan una gran cantidad de información, que debe procesarse rápidamente y transmitirse aún más. Según los militares, se trata de una cuestión de seguridad nacional. Cuanto más tarde se reciba la información, mayor será el riesgo para los Estados Unidos en caso de emergencia.

Las plataformas en la nube están diseñadas para eliminar un cuello de botella, eliminando retrasos innecesarios. Los satélites equipados con sensores espaciales continuarán realizando un procesamiento parcial de datos a bordo. Pero una parte importante de los procesos se entregará al proveedor de la nube.

Según los representantes de la Agencia, el procesamiento de datos en el sitio es atractivo debido a la variedad de proveedores y servicios comerciales en la nube, que también pueden ofrecer una mayor flexibilidad que el hardware y el software en los satélites. La computación en la nube es una de esas arquitecturas que brinda a las empresas la flexibilidad de utilizar los datos que recopila, procesa y transmite con mayor eficiencia.

Al mismo tiempo, la agencia toma nota de los riesgos asociados con la ciberseguridad. Sin embargo, notan que siempre ha habido problemas de seguridad. Pero no deberían interferir con el desarrollo de la tecnología y los nuevos descubrimientos. Muy pronto, el monitoreo de los objetos espaciales se llevará a cabo utilizando la tecnología de la nube.

Nubes cósmicas

También hay ideólogos del enfoque exactamente opuesto al uso de las nubes. Equipo de Aerospace Corp. junto con Intel, creó el sistema de inteligencia artificial Space Cloud, que utiliza la computación en la nube moderna para permitir que los satélites transmitan datos significativos y descarten el resto.

Dado que hay alrededor de 1800 satélites en órbita y se espera que su número aumente diez veces en los próximos años, los investigadores planean demostrar cómo la computación en la nube basada en tierra y la inteligencia artificial pueden trasladarse al espacio para su procesamiento a bordo.

Los ingenieros admiten que los satélites son buenos para la observación, pero débiles en el procesamiento de datos. Las naves espaciales modernas pueden recopilar y transmitir una gran cantidad de datos, pero los analistas en la Tierra deben clasificar todo este material para encontrar algo valioso. Pero si le enseña a un satélite cómo procesar la información recopilada y transmitir solo los datos que los analistas necesitan, esto resolverá una serie de problemas.

Equipo de Aerospace Corp. trabajó en un dispositivo que podría caber en cubsat- un satélite terrestre extremadamente pequeño que pesa varios kg. El equipo creó su tecnología utilizando Intel Movidius y Kubernetes. El software se toma prestado del software en la nube de código abierto de Google, que mueve datos entre granjas de servidores dependiendo del tráfico y otros factores.

Así es como se ve la IA.

Space Cloud es un sistema de inteligencia artificial que utiliza la computación en la nube moderna para permitir que los satélites detecten y transmitan solo datos relevantes. El satélite recopila datos, los analiza, envía la información necesaria al suelo y luego está listo para realizar una nueva tarea. Ahorrar tiempo y recursos es evidente.

Si los satélites no tienen que gastar tanta energía transmitiendo datos innecesarios, será posible reducir los sistemas de comunicación, los sistemas de energía de la misión y los paneles solares y, por lo tanto, el tamaño del satélite mismo.

Quieren demostrar el trabajo de la tecnología este otoño, cuando se lanzará Cubsat con soporte de IA. Los sensores espaciales en órbita terrestre baja siempre deben estar en movimiento, por lo que pasan parte de su tiempo sobre el agua y la otra parte sobre el suelo. El evento lleva el nombre en clave "cabras y barcos".

Space Cloud enseñará a la IA, cuando esté por encima del agua, a eliminar solo botes. Si encuentra estos "datos significativos", descarta datos innecesarios y transmite solo la imagen o el video del barco al suelo. Estando sobre el suelo, cambia su horario para buscar cabras. Y eso es todo lo que estará buscando. También se le puede indicar que busque solo una región: por ejemplo, cabras en Australia.

Por supuesto, las cabras son un eufemismo. Los analistas los reemplazarán con objetos más interesantes: quizás tanques o bunkers de misiles.

Si los satélites no tienen que gastar tanta energía transmitiendo datos innecesarios, será posible reducir las líneas de comunicación, los sistemas de energía de la misión y los paneles solares y, por lo tanto, el tamaño del satélite mismo.

Resumen

Debo decir que los sistemas en la nube se pueden usar para otros fines. Por ejemplo, para rastrear y predecir la trayectoria de los desechos espaciales y otros objetos que podrían amenazar tanto los objetos terrestres como los espaciales. Quizás pueda ofrecer otras formas de aplicar la tecnología. Sin embargo, una cosa definitivamente se puede decir: ¡puede haber nubes en el espacio!

¿Qué más se puede leer en el Cloud4Y el blog

→ ¿Cuál es la geometría del universo?
→ Huevos de Pascua en mapas topográficos de Suiza
→ Una historia simplificada y muy breve del desarrollo de “nubes”
→ Cómo se “rompió” el banco
→ Marcas de computadoras de los años 90, parte 3, final

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