Le Spaceborne Computer-2 se compose de deux serveurs périphériques qui seront au cours des trois prochaines années utilisés dans l'ISS, alors qu'elle tournera autour de la Terre. Les serveurs traiteront notamment les données des capteurs, surveilleront la santé des astronautes ou analyseront les informations de toutes sortes d'expériences.

L'objectif est de traiter les données plus rapidement. Les données brutes pourront être traitées sur place et ne devront donc pas d'abord être expédiées vers la Terre. Du coup, les astronautes recevront plus vite des informations issues de leurs données, ce qui pourra par exemple accélérer les expériences scientifiques ou la prise de décisions cruciales sur base de ces données.

En quoi un ordinateur de l'espace se distingue-t-il?

HPE avait envoyé en 2017 déjà un premier Spaceborne Computer dans l'espace et ce, pour une année. A l'époque, il s'agissait d'un test destiné à savoir s'il était financièrement intéressant de faire fonctionner un serveur standard dans l'ISS. Cela marcha, ce qui fait qu'il est question maintenant d'un projet de suivi à part entière.

Toutes les surfaces, surtout les écrous ou les rugosités, doivent être poncées.

Selon HPE, les deux serveurs se différencient à peine de ce qui est proposé dans le commerce sur Terre. La principale divergence, c'est que les serveurs ne se trouvent pas dans une armoire standard, mais dans un casier conçu à la mesure de l'ISS. Ajoutez-y une alimentation, un refroidisseur et une connexion LAN comme pour les serveurs par défaut dans un centre de données.

'Ce casier est fabriqué en aluminium standard tel qu'utilisé dans les avions, comme d'autres éléments dans l'ISS. La NASA nous fournit les spécifications, et nous les respectons. Mais il y a des mesures de sécurité à suivre', explique Mark Fernandez, solutions architect for converged edge systems chez HPE, à Data News.

Les deux casiers pour le Spacebourne Computer-2, HPE
Les deux casiers pour le Spacebourne Computer-2 © HPE

'Ce qu'on appelle une 'white glove inspection' est prévue, par laquelle on passe un gant sur chaque surface. Si le gant reste accroché quelque part, c'est l'échec pour vous. Il convient donc que toutes les surfaces, surtout les écrous ou les rugosités soient parfaitement poncées.'

Fiabilité dans l'espace

Mais au fait, un ordinateur tourne-t-il dans l'espace de manière aussi fiable et performante que sur Terre? Car dans l'espace, il y a par exemple davantage de rayonnement que sur Terre. En général oui, selon HPE. Pour le premier Spacebourne Computer, un appareil identique avait été utilisé sur Terre et avait reçu les mêmes charges de travail, ce qui sera encore le cas cette fois.

'On a observé qu'il y avait plus de 'single bit errors' (erreurs d'un seul bit) dans l'espace que sur Terre. Mais il n'y eut pas de perte de données ou d'incident générant des erreurs dignes de ce nom dans les résultats des calculs.'

Spécifications du matériel, sur Linux

Les appareils en question sont un HPE Edgeline EL4000 Converged Edge System (1 low wattage X86 CPU, 1 low wattage GPU, 64 Go de mémoire et 4 SSD de 240 Go) et un serveur HPE ProLiant DL360 Gen10 (2 low wattage X86 CPU, 192 Go de mémoire, 10 SSD de 240 Go), tous deux à connecteur ethernet 10 gigabits et refroidissement par eau.

HPE Edgeline EL4000 System, HPE
HPE Edgeline EL4000 System © HPE

HPE insiste sur le fait que les deux appareils sont constitués de matériel standard. Le système ProLiant est même identique aux modèles vendus par centaine de milliers par HPE. Sur les serveurs, on trouve les systèmes d'exploitation Red Hat 7.8 et NASA TReK 5.2.2, une série d'applications et des librairies de l'organisation aéronautique même.

HPE ProLiant DL360, HPE
HPE ProLiant DL360 © HPE

Que faire en cas de problème technique?

Le principal obstacle dans l'espace, c'est qu'on ne peut évidemment pas comme sur Terre envoyer des pièces de rechange ou un technicien en cas de panne. Il convient donc que le hardware soit redondant, mais aussi que la résolution d'un problème puisse être chaque fois simple et que la combinaison hardware-software continue de fonctionner aussi longtemps et correctement que possible sans intervention.

Le raisonnement est plutôt le suivant: 'en cas de panne, comment poursuivre le projet?

'Normalement, on se base sur un état d'esprit préventif, alors qu'ici, c'est l'inverse qui prévaut. Cela signifie qu'on ne construit pas seulement pour éviter tout dommage à un élément en cas de panne. Le raisonnement est plutôt le suivant: 'en cas de panne, comment poursuivre le projet?', selon Fernandez.

Cela signifie que les deux serveurs se contrôlent mutuellement, mais en cas de problème, toute une série d'actions sont mises en branle pour poursuivre aussi correctement que possible l'exécution des charges de travail par exemple. 'S'il se passe quelque chose sur un serveur, c'est le second qui prend le relais.'

Indépendamment de ce qui précède, il y aura aussi des pièces de rechange à bord au cas où le matériel ne pourrait plus poursuivre de lui-même, mais Fernandez entend éviter autant que possible les interventions physiques par les astronautes.

Si un composant rend l'âme, on ne devra pas toujours ou directement le remplacer, à moins que la situation soit critique.

'Des pièces pourront être remplacées, mais on espère que ce ne sera pas nécessaire. On travaillera via 'Conops' (concepts of operation). Si un composant rend l'âme, on ne devra pas toujours ou directement le remplacer, à moins que la situation soit critique. Un ventilateur qui tombe en panne par exemple ne sera pas forcément un problème à résoudre directement. Nous avons du reste acquis de l'expérience avec le premier Spacebourne Computer et l'avons exploitée dans la conception du matériel actuel.

Cela se traduit même au niveau de l'alimentation électrique. L'ISS fonctionne sur des panneaux solaires et sur des batteries durant les périodes où la station spatiale n'est pas exposée au soleil. Mais ici aussi, une marge est prévue. 'Une gestion du courant est embarquée, et il existe huit 'power states' prévoyant par exemple qu'un serveur tourne à faible puissance, alors que l'autre est désactivé, mais des combinaisons sont possibles.'

Dans l'espace, soit partout

Pour les déplacements dans l'espace, Spacebourne Computer-2 s'avère intéressant, afin d'identifier les possibilités de travail avec du matériel basique. Pour le fonctionnement opérationnel, l'organisation spatiale se fie à du hardware qui a fait ses preuves sur le plan de la fiabilité depuis des années déjà. Il y a davantage de marge pour les applications plus perfectionnées dans l'ISS.

Fernandez ne souhaite pas encore en dire trop sur les futures missions, ni s'il y aura un Spacebourne Computer-3, mais il laisse entendre que le traitement de données local sera crucial pour communiquer plus rapidement et de manière plus fluide avec la Terre, mais aussi pour être moins dépendant de cette dernière.

Ce qu'on pourra démontrer dans l'espace, on pourra aussi le faire sur Terre.

Il est essentiel pour les prochaines missions vers la lune qu'il y ait une base permanente sur celle-ci. Et qu'elle soit performante dans toutes les conditions, lorsque démarreront les missions vers Mars et qu'un engin spatial se déplacera des mois durant. Fernandez: 'J'espère que des milliers de PoC (proof of concepts, ndlr) nous apprendront ce que nous pouvons faire ou pas.'

Pour HPE, il est question ici d'améliorer encore son image. 'Nous fournissons l'infrastructure et voulons démontrer tout ce que nous pouvons faire dans l'espace. Cela sera ensuite possible aussi dans un train à grande vitesse, en profondeur sous la croûte terrestre ou sur une plate-forme de forage. Ce qu'on pourra démontrer dans l'espace, on pourra aussi le faire sur Terre', conclut Fernandez.

Le Spaceborne Computer-2 se compose de deux serveurs périphériques qui seront au cours des trois prochaines années utilisés dans l'ISS, alors qu'elle tournera autour de la Terre. Les serveurs traiteront notamment les données des capteurs, surveilleront la santé des astronautes ou analyseront les informations de toutes sortes d'expériences.L'objectif est de traiter les données plus rapidement. Les données brutes pourront être traitées sur place et ne devront donc pas d'abord être expédiées vers la Terre. Du coup, les astronautes recevront plus vite des informations issues de leurs données, ce qui pourra par exemple accélérer les expériences scientifiques ou la prise de décisions cruciales sur base de ces données.HPE avait envoyé en 2017 déjà un premier Spaceborne Computer dans l'espace et ce, pour une année. A l'époque, il s'agissait d'un test destiné à savoir s'il était financièrement intéressant de faire fonctionner un serveur standard dans l'ISS. Cela marcha, ce qui fait qu'il est question maintenant d'un projet de suivi à part entière.Selon HPE, les deux serveurs se différencient à peine de ce qui est proposé dans le commerce sur Terre. La principale divergence, c'est que les serveurs ne se trouvent pas dans une armoire standard, mais dans un casier conçu à la mesure de l'ISS. Ajoutez-y une alimentation, un refroidisseur et une connexion LAN comme pour les serveurs par défaut dans un centre de données.'Ce casier est fabriqué en aluminium standard tel qu'utilisé dans les avions, comme d'autres éléments dans l'ISS. La NASA nous fournit les spécifications, et nous les respectons. Mais il y a des mesures de sécurité à suivre', explique Mark Fernandez, solutions architect for converged edge systems chez HPE, à Data News.'Ce qu'on appelle une 'white glove inspection' est prévue, par laquelle on passe un gant sur chaque surface. Si le gant reste accroché quelque part, c'est l'échec pour vous. Il convient donc que toutes les surfaces, surtout les écrous ou les rugosités soient parfaitement poncées.' Mais au fait, un ordinateur tourne-t-il dans l'espace de manière aussi fiable et performante que sur Terre? Car dans l'espace, il y a par exemple davantage de rayonnement que sur Terre. En général oui, selon HPE. Pour le premier Spacebourne Computer, un appareil identique avait été utilisé sur Terre et avait reçu les mêmes charges de travail, ce qui sera encore le cas cette fois.'On a observé qu'il y avait plus de 'single bit errors' (erreurs d'un seul bit) dans l'espace que sur Terre. Mais il n'y eut pas de perte de données ou d'incident générant des erreurs dignes de ce nom dans les résultats des calculs.'Les appareils en question sont un HPE Edgeline EL4000 Converged Edge System (1 low wattage X86 CPU, 1 low wattage GPU, 64 Go de mémoire et 4 SSD de 240 Go) et un serveur HPE ProLiant DL360 Gen10 (2 low wattage X86 CPU, 192 Go de mémoire, 10 SSD de 240 Go), tous deux à connecteur ethernet 10 gigabits et refroidissement par eau.HPE insiste sur le fait que les deux appareils sont constitués de matériel standard. Le système ProLiant est même identique aux modèles vendus par centaine de milliers par HPE. Sur les serveurs, on trouve les systèmes d'exploitation Red Hat 7.8 et NASA TReK 5.2.2, une série d'applications et des librairies de l'organisation aéronautique même.Le principal obstacle dans l'espace, c'est qu'on ne peut évidemment pas comme sur Terre envoyer des pièces de rechange ou un technicien en cas de panne. Il convient donc que le hardware soit redondant, mais aussi que la résolution d'un problème puisse être chaque fois simple et que la combinaison hardware-software continue de fonctionner aussi longtemps et correctement que possible sans intervention.'Normalement, on se base sur un état d'esprit préventif, alors qu'ici, c'est l'inverse qui prévaut. Cela signifie qu'on ne construit pas seulement pour éviter tout dommage à un élément en cas de panne. Le raisonnement est plutôt le suivant: 'en cas de panne, comment poursuivre le projet?', selon Fernandez.Cela signifie que les deux serveurs se contrôlent mutuellement, mais en cas de problème, toute une série d'actions sont mises en branle pour poursuivre aussi correctement que possible l'exécution des charges de travail par exemple. 'S'il se passe quelque chose sur un serveur, c'est le second qui prend le relais.'Indépendamment de ce qui précède, il y aura aussi des pièces de rechange à bord au cas où le matériel ne pourrait plus poursuivre de lui-même, mais Fernandez entend éviter autant que possible les interventions physiques par les astronautes.'Des pièces pourront être remplacées, mais on espère que ce ne sera pas nécessaire. On travaillera via 'Conops' (concepts of operation). Si un composant rend l'âme, on ne devra pas toujours ou directement le remplacer, à moins que la situation soit critique. Un ventilateur qui tombe en panne par exemple ne sera pas forcément un problème à résoudre directement. Nous avons du reste acquis de l'expérience avec le premier Spacebourne Computer et l'avons exploitée dans la conception du matériel actuel.Cela se traduit même au niveau de l'alimentation électrique. L'ISS fonctionne sur des panneaux solaires et sur des batteries durant les périodes où la station spatiale n'est pas exposée au soleil. Mais ici aussi, une marge est prévue. 'Une gestion du courant est embarquée, et il existe huit 'power states' prévoyant par exemple qu'un serveur tourne à faible puissance, alors que l'autre est désactivé, mais des combinaisons sont possibles.'Pour les déplacements dans l'espace, Spacebourne Computer-2 s'avère intéressant, afin d'identifier les possibilités de travail avec du matériel basique. Pour le fonctionnement opérationnel, l'organisation spatiale se fie à du hardware qui a fait ses preuves sur le plan de la fiabilité depuis des années déjà. Il y a davantage de marge pour les applications plus perfectionnées dans l'ISS.Fernandez ne souhaite pas encore en dire trop sur les futures missions, ni s'il y aura un Spacebourne Computer-3, mais il laisse entendre que le traitement de données local sera crucial pour communiquer plus rapidement et de manière plus fluide avec la Terre, mais aussi pour être moins dépendant de cette dernière.Il est essentiel pour les prochaines missions vers la lune qu'il y ait une base permanente sur celle-ci. Et qu'elle soit performante dans toutes les conditions, lorsque démarreront les missions vers Mars et qu'un engin spatial se déplacera des mois durant. Fernandez: 'J'espère que des milliers de PoC (proof of concepts, ndlr) nous apprendront ce que nous pouvons faire ou pas.'Pour HPE, il est question ici d'améliorer encore son image. 'Nous fournissons l'infrastructure et voulons démontrer tout ce que nous pouvons faire dans l'espace. Cela sera ensuite possible aussi dans un train à grande vitesse, en profondeur sous la croûte terrestre ou sur une plate-forme de forage. Ce qu'on pourra démontrer dans l'espace, on pourra aussi le faire sur Terre', conclut Fernandez.