Newsy

Superkomputery przyspieszą wyprawy na Marsa. Także sam lot uczynią bezpieczniejszym oraz łatwiej będzie też skolonizować planetę

2019-03-11  |  06:00

Ze względu na ograniczone możliwości obliczeniowe w kosmosie, wiele obliczeń niezbędnych do ukończenia projektów badawczych rozpoczętych w kosmosie jest nadal przetwarzanych na Ziemi. Na Marsie, gdzie opóźnienia w komunikacji mogą sięgać ponad 20 minut, takie rozwiązanie nie tylko się nie sprawdzi, ale może uniemożliwić wyprawy na Czerwoną Planetę. Dzięki superkomputerom będzie można nie tylko naprawić ewentualne uszkodzenia, udzielić pomocy, lecz także uprawiać rośliny, analizować gleby, czy sprawdzać pogodę.

– Wszystkie etapy załogowej wyprawy na Marsa wymagają opracowania odpowiednich systemów, dzięki którym uda się dotrzeć na Marsa i przemyśleć wymagania techniczne. To m.in. obliczeniowa mechanika płynów w projektowaniu rakiet, symulowanie zachowania ludzi, czy analiza wpływu stresu. Wiele rozwiązań naukowych, które stosujemy na Ziemi, wykorzystamy też przy planowaniu takiej podróży, jednak większość badań będzie dotyczyć ludzi, jak załoga poradzi sobie w ciągu np. dziewięciu miesięcy przebywania w kosmosie – mówi w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Ben Bennett z Hewlett Packard Enterprise.

Elon Musk zapowiada, że pierwsze loty na Marsa mogą ruszyć już w 2024 roku. Eksperci oceniają jednak, że kolonizacja Marsa będzie możliwa najwcześniej za kilkanaście lat. Brakuje jeszcze odpowiedniej technologii, czy opracowanych niezależnych systemów utrzymywania życia, czy zamkniętego łańcucha ekologicznego. Trwają testy, które mają sprawdzić, jak w trwającej łącznie nawet kilka lat misji odnajdą się członkowie załogi, jak wytrzymają długotrwały stres, brak światła słonecznego, czy zamkniętą przestrzeń. To jednak wciąż za mało, by móc planować pełnoprawne wyprawy i myśleć o kolonizacji Czerwonej Planety. Może być to jednak możliwe dzięki wykorzystaniu możliwości superkomputera.

– Podczas misji nie będziemy mogli polegać na informacjach otrzymywanych z centrum dowodzenia. Nie ma mowy o zwykłym połączeniu przez radio. Opóźnienie transmisji między Ziemią a Marsem wynosi od 3 do 24 minut, przy założeniu że taka komunikacja w ogóle będzie możliwa. Dlatego niezbędne jest zabranie ze sobą wszystkich potrzebnych informacji przechowywanych na Ziemi, do informacji z centrum dowodzenia w trakcie lotu – ocenia dyrektor ds. strategii w zakresie wysokowydajnych technologii obliczeniowych Hewlett Packard Enterprise.

Ze względu na ograniczone możliwości obliczeniowe w kosmosie, wiele obliczeń niezbędnych do ukończenia projektów badawczych rozpoczętych w kosmosie jest nadal przetwarzanych na Ziemi. Takie podejście jest możliwe do przeprowadzenia badań na Księżycu lub na niskich orbitach ziemnych do ok. tysiąca mil powyżej powierzchni Ziemi, gdzie komunikacja może odbywać się w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Jednak większe opóźnienia komunikacyjne do 20 minut sprawiają, że wszelkie wyprawy stają się potencjalnie niebezpieczne, jeśli astronauci mają do czynienia z krytycznymi sytuacjami, których nie są w stanie rozwiązać samodzielnie.

Włączenie wysokiej wydajności obliczeniowej w superkomputerach może wyeliminować opóźnienia występujące podczas przesyłania danych i zapewnia możliwości obliczeniowe do przeprowadzania analiz na pokładzie.

– Jeśli przykładowo dojdzie do incydentu porównywalnego z tym, który wydarzył się podczas misji Apollo 13, nie będziemy mogli polegać na centrum dowodzenia misją w zakresie zapewnienia schematów, danych, czy innej pomocy. Musimy mieć na pokładzie rozbudowane komputery, które pozwolą analizować przyczyny awarii, przeprowadzić analizę drzewa uszkodzeń – przekonuje ekspert.

HPe dostarcza najnowocześniejsze komputery w kosmosie i zapewnia superkomputerowe usługi komercyjne na statku kosmicznym, jednocześnie demonstrując możliwości, jakich NASA może potrzebować do eksploracji kosmosu. Komputer Spaceborne oparty jest na platformie obliczeniowej Apollo 40 o wysokiej wydajności, zaprojektowanej w taki sposób, aby nie wymagała dodatkowego sprzętu. Zamiast tego wykorzystuje oprogramowanie zintegrowane z węzłami HPC, a takie kompaktowe systemy będzie można już niedługo wprowadzić także do przestrzeni kosmicznej.

Spaceborne Computer został uruchomiony przez HPe i NASA w kosmosie na roczny eksperyment testujący odporność i wydajność. Osiągał trylion operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę i z powodzeniem działał na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Superkomputery sprawdzą się nie tylko podczas samego lotu, ale przede wszystkim – już na Marsie.

– Podczas wyprawy na Marsa nie będziemy też mieć lekarza. Gdy ktoś zachoruje będziemy potrzebować dostępu do dużego zasobu informacji medycznych, które pozwolą udzielić odpowiedniej pomocy – zaznacza Ben Bennett.

Dzięki superszybkim komputerom o ogromnej mocy obliczeniowej, będzie można myśleć o skolonizowaniu Czerwonej Planety. Już teraz na Uniwersytecie Purdue testowane jest urządzenie Heliponix GroPod – bez dostępu do Ziemi tworzy idealne warunki klimatyczne, aby rośliny mogły rozwijać się bez użycia gleby. GroPod wykorzystuje aeroponikę, wydajną formę hydroponiki. Każde urządzenie jest połączone z internetem za pomocą oprogramowania IoT. Nie potrzeba wiedzy jak prowadzić farmę, wszystkie działania inicjuje sam komputer. Na Marsie będzie to miało niebagatelne znaczenie.

– Na Marsie nie ma deszczu, ale może się zdarzyć, że z nieba spadnie suchy lód, czyli zestalony dwutlenek węgla. Jak będziemy sobie radzić z takimi sytuacjami, jak przeprowadzić analizę gleby, jak tworzyć konstrukcje do pozyskiwania paliwa, jak podejdziemy do zarządzania modułami mieszkalnymi? Na Marsie jest wystarczająco dużo zadań do wykonania, w których komputery okażą się niezastąpione – podkreśla Ben Bennett.

Czytaj także

Kalendarium

Problemy społeczne

Minister zdrowia: Nowy model opieki zdrowotnej będzie stawiać na jakość usług. Pomoże w tym cyfryzacja

Stopniowa informatyzacja systemu opieki medycznej usprawni obieg informacji, dzięki czemu zmniejszą się obciążenia lekarzy i liczba wykonywanych niepotrzebnie badań. To oznacza, że pacjent szybciej otrzyma świadczenie i opiekę, których potrzebuje. Temu służyć ma także analiza dużych zbiorów danych na temat pacjentów, której uczą się placówki w Polsce. – Odchodzi wizja medycyny jako działalności usługowej. Teraz patrzymy bardziej całościowo, nie tylko na koszty NFZ, lecz także na koszty społeczne, absencje chorobowe i jakość życia, co przekłada się na całą gospodarkę – mówi minister zdrowia Łukasz Szumowski.

Zdrowie

Komórki macierzyste wyhodowane w laboratorium pomagają wyleczyć rzadką chorobę wzroku. Lekarze liczą na dostęp do terapii także w Polsce

Niedobór komórek macierzystych rąbka rogówki to rzadka choroba, która prowadzi do utraty wzroku. W Polsce co roku 100–200 osób wymaga leczenia, przy czym u ok. 30 osób taką dysfunkcję wywołało termiczne lub chemiczne poparzenie oczu. Szansą dla tej grupy jest innowacja – przeszczep komórek macierzystych rąbka rogówki pochodzących z hodowli w laboratorium. Taką terapię stosuje i refunduje obecnie kilka państw w Europie, m.in. Wielka Brytania i Włochy. W Polsce jest na razie dostępna w ramach badań klinicznych i tylko w dwóch ośrodkach, ale lekarze liczą, że wkrótce się to zmieni.

MWC19

Firma

Europejski odpowiednik GPS-a obniży koszt i zwiększy dokładność pilotowania autonomicznych pojazdów. Będzie sterował także dronami dostarczającymi przesyłki kurierskie

Już wkrótce europejski system nawigacji satelitarnej może zostać wdrożony na masową skalę. Zapewni dużo dokładniejsze wskazania lokalizacji w porównaniu z amerykańskim systemem GPS, co może być kluczowe w przypadku akcji ratunkowych zarówno na lądzie, jak i morzu. Już teraz Galileo jest stosowany w systemach alarmowych eCall, montowanych w nowych samochodach, a w ciągu trzech lat trafi też do wszystkich smartfonów, sprzedawanych na europejskim rynku. W opracowywanie urządzeń wykorzystujących Galileo zaangażowali się także Polacy. Opracowane przez nich układy mają trafić m.in. do autonomicznych dronów, dostarczających przesyłki.