HPE accompagne la NASA dans la conquête de Mars et de l’espace avec le projet HPE Spaceborne Computer. C’est à l’occasion de Viva Technology, dont HPE était partenaire, que nous avons pu montrer à un vaste public notre approche de l’IT conçue pour les missions spatiales.
Le 14 août 2017, depuis le centre spatial Kennedy, en Floride, un vol de la fusée SpaceX Dragon, développée par les équipes d’Elon Musk, a rejoint la station spatiale internationale ISS, pour en particulier mener une expérience informatique encore jamais réalisée : exploiter durant un an, soit le temps pour se rendre sur Mars, un puissant système informatique commercial COTS (Commercial Off-The-Shelf).
Les visiteurs de Viva Technology ont pu découvrir le projet dans la maquette du module Destiny de la station ISS, sur laquelle nous expérimentons notre approche originale d’une informatique qui privilégie de durcir le logiciel sur un système de calcul standard pour les missions spatiales futures. Et rencontrer le Dr Ben Bennett (photo ci-dessous), Director, High Performance Compute Strategy, notre porte-parole pour l’occasion du projet HPE Spaceborne Computer.
Un calculateur haute performance HPE dans l’espace
Un COTS est un système informatique standard, donc produit en série et d’un coût relativement faible, conçu pour être facilement installé et interopéré avec les équipements existants. Dans le cas de l’expérience que nous avons menée à la demande de la NASA (National Space Agency), le COTS est un système informatique extension de notre système HPE Apollo 40 spécialement conçu pour le calcul, avec une interconnexion HPC (High Performance Computing) haute vitesse, et qui exécute un système d’exploitation open source Linux.
HPE Spaceborne Computer embarque des nœuds de calcul de la même classe que ceux présents sur Pleiades, le plus puissant supercalculateur de la NASA, classé numéro 9 mondial. Il s’agit d’un cluster SGI ICE à mémoire distribuée, connecté à InfiniBand dans une technologie d'hypercube à deux plans, et qui embarque des processeurs Intel Xeon. Pleiades est destiné aux scientifiques et aux ingénieurs de la NASA pour effectuer des modélisations et des simulations pour les missions de l’Agence.
HPE Spaceborne Computer a été installé et mis en route un mois après sa livraison sur ISS. Pesant 124 livres sur Terre (soit environ 56 kg), il est d’un poids plume dans l’espace, ce qui pour le maintenir en place n’a nécessité que des boulons légers. La connexion des câbles Ethernet et de refroidissement a été réalisée avant la mise sous tension (attention aux fuites éventuelles). Puis les deux onduleurs ont été branchés… Un grand moment de tension pour nos ingénieurs restés au sol.
Pourquoi un ordinateur dans l’espace ?
Il y avait jusqu’à présent deux types d’ordinateurs qui avaient rejoint l’espace : les ordinateurs de bord spécialement conçus pour les missions, ce qui signifie souvent des fonctionnalités, tailles, consommations et performances réduites pour intégrer l’équipement embarqué, à très haute disponibilité ; et les ordinateurs portables ‘renforcés’ que les astronautes (américains), cosmonautes (russes), spationautes (européens) et taïkonautes (chinois) ont également pu emporter.
Par contre, que les missions soient en orbite terrestre ou d’exploration lunaire, les calculs sont réalisés sur les calculateurs présents sur Terre. La communication dans notre espace immédiat étant quasi en temps réel, ces calculs sont déportés sur les systèmes des agences spatiales, sur Terre donc.
Si l’on se place sur Mars, la communication impose un laps de temps minimum (selon la configuration du système solaire) de 24 minutes pour nous parvenir, soit pour échanger une boucle de deux fois 24 minutes, pour la question puis pour la réponse. Cette latence cumulative, qui va du temps réel dans l’orbite terrestre à 24 minutes minimum vers Mars, et plus pour les missions plus lointaines, impose un temps de latence qui peut se révéler dangereux lorsque les astronautes en mission sur la planète rouge ou les systèmes embarqués éprouveront le besoin d’effectuer des calculs, des simulations, ou d’exécuter des scénarios critiques.
Un ordinateur HPE dans l’ISS
Comment se comporte un système de calcul dans l’espace ? Jusqu’à présent nous l’ignorions, l’informatique embarquée ne correspondait pas aux nouveaux critères définis par la NASA, dont ceux du prix, ni d’un ordinateur répondant aux standards de l’informatique HPC moderne, comme ceux dont nous équipons nos clients.
La mission menée par HPE durant un an était donc destinée à placer en situation, dans la station ISS, un système informatique avancé mais standard, et non durci physiquement (ce qui aurait ajouté du poids et consommé du budget). L’ordinateur déployé a ainsi été soumis aux conditions réelles de l’espace. Du transport (pression de la fusée à l’envol et de la pénétration dans l’atmosphère au retour), à l’atmosphère chargé d’ISS – tous les astronautes qui l’ont fréquentée vous diront que l’odeur chargée est la première impression qui les marque ! -, en passant par l’instabilité de la fourniture électrique, l’irrégularité du refroidissement, les rayonnements, les éruptions solaires, les particules subatomiques, et les micrométéorites.
Notons que notre équipement a été ‘durci’, mais pas physiquement, HPE a en effet adopté une approche logicielle, avec une solution autonome pour gérer en temps réel la régulation en fonction des conditions, et pour réduire les erreurs et les ‘pannes’ induites par l’environnement, sur du matériel de base. Plus de 146 tests de sécurité et de certifications approuvés par la NASA ont ainsi été réalisés durant la mission. Et dans le module Destiny reproduit sur Viva Technology, le Dr Ben Bennett a démontré à nos visiteurs que HPE Spaceborne Computer, pionnier du HPC dans l’espace, a affiché tout au long de cette première expérience un comportement satisfaisant, et surtout qui répond aux attentes des futures missions. En particulier, la fiabilité du système et de l’application renforcée, ainsi que la vitesse supérieure au teraFLOP (un milliard de calculs par seconde, soit 30 fois plus rapide qu’un PC portable récent), ont été respectées.
Image d’entête 645390554 @ iStock 3DSculptor
