Raumfahrt

Ein Supercomputer für die ISS

| Redakteur: Katharina Juschkat

Für komplizierte Berechnungen greift die ISS auf die Rechenleistung der Erde zurück. Für längere Weltraummissionen wie einer Reise zum Mars müsste ein Raumschiff die rechenleistung jedoch selbst erbringen können.
Für komplizierte Berechnungen greift die ISS auf die Rechenleistung der Erde zurück. Für längere Weltraummissionen wie einer Reise zum Mars müsste ein Raumschiff die rechenleistung jedoch selbst erbringen können. (Bild: gemeinfrei / CC0)

HPE schickt einen Supercomputer auf die ISS. Das Projekt soll untersuchen, was ein Computer leisten muss, um den rauen Bedingungen des Weltalls standzuhalten. Nötig ist eine größere Rechenleistung für längere Weltraummissionen etwa zum Mars.

Das IT-Unternehmen Hewlett Packard Enterprise – kurz HPE – hat mit einer Falcon-9-Rakete von Space X zusammen mit der Dragon-Kapsel einen Supercomputer zur Internationalen Raumstation ISS gebracht. Mit diesem sogenannten „Spaceborne-Computer” wollen HPE und die NASA den Einsatz eines handelsüblichen Supercomputers im Weltall testen – ein bisher einzigartiges Experiment. Ziel ist, dass das System für ein Jahr in den rauen Bedingungen des Weltalls funktioniert. Das entspricht in etwa der Reisedauer zum Mars.

Mehr Rechenleistung für die ISS

Der Hintergrund des Spaceborne-Computer ist, dass viele der Berechnungen für Forschungsprojekte im Weltall nach wie vor auf der Erde durchgeführt werden, da die Rechenleistung vor Ort sehr limitiert ist. Das bringt Herausforderungen bei der Datenübertragung mit sich. Diese Vorgehensweise eignet sich für die Erkundung des Mondes oder in der Erdumlaufbahn, da Astronauten dort nahezu in Echtzeit mit der Erde kommunizieren können. Sobald sie aber weiter entfernt sind und sich dem Mars nähern, werden die Kommunikationsverzögerungen immer eklatanter. Es kann bis zu 20 Minuten dauern, bis eine Nachricht die Erde erreicht und weitere 20 Minuten, bis eine Antwort bei den Astronauten ankommt. Eine derart lange Latenzzeit macht die Erkundung am Boden zur Herausforderung – und zur potenziellen Gefahr, wenn die Astronauten mit einem kritischen Szenario konfrontiert werden, dass sie nicht selbst lösen können.

Die HPE-Apollo-40-Systeme werden mit spezieller Kühlung auf der internationalen Raumstation eingesetzt
Die HPE-Apollo-40-Systeme werden mit spezieller Kühlung auf der internationalen Raumstation eingesetzt (Bild: HPE)

Eine Reise zum Mars erfordert extrem leistungsfähige Rechner an Bord der Raumfahrzeuge. Die Computer müssen in der Lage sein, für längere Zeiträume fehlerfrei zu laufen. Dazu muss die Funktionsfähigkeit der Technologie im Weltraum verbessert werden. Der Supercomputer soll jetzt der erste Schritt in diese Richtung sein. In den weiteren Phasen des Experiments werden weitere Technologien und Rechensysteme, etwa Memory-Driven-Computing, zur ISS gesandt.

Supercomputer an Weltraumbedingungen anpassen

Der Spaceborne-Computer nutzt HPE-Apollo-40-Systeme mit einem Hochgeschwindigkeits-Interconnect und einem Linux-Betriebssystem. Die Hardware dieses Systems wurde für den Weltraum-Einsatz nicht verändert. Um den besonderen Umgebungs- und Einsatzbedingungen Rechnung zu tragen, entwickelte HPE ein wassergekühltes Gehäuse für die Hardware und eine spezielle System-Software. Im Weltraum machen dem System beispielsweise Strahlung, Sonneneruptionen, subatomare Partikel, Mikro-Meteoriten, instabile Spannungsversorgung und irreguläre Kühlung zu schaffen. Computer-Systeme gegen diese Einflüsse physisch abzuhärten kostet Zeit, Geld und macht das System schwerer – deshalb fand der Hersteller einen Weg, das System durch Software abzuhärten. Die System-Software steuert die Rechenleistung basierend auf den aktuellen Bedingungen und kann durch die Umgebung erzeugte Fehler lindern. Damit durchlief das System erfolgreich die 146 Sicherheitstests und Zertifizierungen, die die NASA-Zulassung benötigt.

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