Компания HPE представила HPE Spaceborne Computer-4 (SBC4) — передовой вычислительный модуль, разработанный для работы в космосе. Он будет установлен на луноходе Flex Lunar Innovation Platform (FLIP) компании Astrolab, который в конце 2026 года доставят в район горы Монс-Мутон (Mons Mouton) недалеко от южного полюса Луны. Доставка будет осуществляться в рамках программы NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS) с помощью посадочного модуля Griffin-1, разработанного компанией Astrobotic, подразделением Voyager Technologies.

Цель проекта — оценить пригодность современных вычислительных систем для будущих миссий и развивающейся лунной экономики. Согласно плану, в рамках годовой миссии лунохода на южном полюсе Луны SBC4 будет задействован в ряде экспериментов, связанных с ИИ и высокопроизводительными вычислениями (HPC).

Источник изображения: NASA/unsplash.com

По словам HPE, результаты этих экспериментов помогут заложить технологический фундамент, необходимый для будущих миссий и исследований на лунной поверхности. В рамках эксперимента FLUID (Federated Learning for Unbounded and Intelligent Decentralization — «Федеративное обучение для неограниченной интеллектуальной децентрализации») NASA задействует нейросетевую ИИ-модель, обученную на данных, полученных на Земле, Луне и МКС. Это позволит продемонстрировать координацию трёх отдельных ИИ-моделей. Кроме того, NASA проведёт испытания большой языковой модели (LLM) с возможностями семантической обработки, которая поможет искать и интерпретировать бортовую документацию.

LLM будет использоваться для получения аналитических данных, обработки визуальной информации и обеспечения автономного мониторинга непосредственно на месте проведения работ.

Также на SBC4 проведут несколько тестов производительности (HPC-бенчмарков), призванных проверить возможности системы на пределе её мощности. Среди них — тесты Linpack (HPL) и Conjugate Gradient (HPCG). Это означает, что HPE и Astrolab вскоре могут стать авторами первой в истории заявки в рейтинг Top500, отправленной с другого небесного тела, отметил The Register.

Кроме того, будут проведены испытания по обработке данных, полученных с датчиков LiDAR, необходимых для картографирования, навигации, анализа рельефа и развития инфраструктуры. Также будет продемонстрировано развёртывание масштабируемых сервисов на базе ИИ.

Система Silent Shield компании Deloitte, предназначенная для обнаружения кибервторжений, обеспечит прогностическую кибераналитику и выявление аномалий практически в режиме реального времени.

Подготовленный HPE пакет программного обеспечения позволит оптимизировать взаимодействие с наземными ресурсами и обеспечить безопасную передачу данных и результатов исследований с Луны на Землю. Кроме того, HPE обеспечит поддержку центра управления полётами Astrolab в Хоторне (Hawthorne, штат Калифорния) с помощью решения HPE Private Cloud, которое поможет получать аналитические данные в режиме реального времени. В дополнение к этому ПО HPE CloudOps предоставит единую гибкую среду для управления рабочими нагрузками и их автоматизации.

Известно, что система SBC4 оснащена энергоэффективными процессором и графическим процессором, а также двумя дублированными (зеркальными) SSD-накопителями Kioxia общей ёмкостью 1 Тбайт. Как сообщает The Register, партнёр HPE, предоставивший вычислительные компоненты, пожелал сохранить своё имя в тайне, поскольку не хотел бы, чтобы в случае выхода оборудования из строя название его бренда ассоциировалось с неудачей. Устройство имеет небольшие размеры — 130 × 250 × 25 мм.

Луноходу, а значит, и SBC4, предстоит выдерживать экстремальные вибрационные нагрузки во время запуска и посадки, а также резкие перепады температур. Кроме того, аппаратуре придётся противостоять воздействию космических лучей и солнечной радиации, поскольку на Луне нет плотной атмосферы и магнитного поля, которые защищают вычислительные системы на Земле.

По словам Марка Фернандеса (Mark Fernandez), главного научного сотрудника HPE по космическим технологиям и решениям, система SBC4 в основном собрана из стандартных серийно выпускаемых компонентов, включая SSD. В вычислительной платформе используются стандартные накопители Kioxia BG6 формата M.2, а основным средством защиты служит программный массив RAID 1.

Вместе с тем HPE вложила значительные средства в программные механизмы резервирования и восстановления. Фернандес называет это «аппаратной защитой на программном уровне». Суть подхода заключается в том, что свободные вычислительные ресурсы процессора используются для непрерывного мониторинга аппаратных показателей и их сравнения с эталонными значениями. Если какой-либо параметр выходит за установленные пределы, система SBC4 принимает меры для самозащиты.

«Если говорить в общих чертах: в идеале я хочу работать на полной скорости. Если это невозможно — снижаю скорость. Если и это не помогает, система переходит в состояние загрузки, но без запуска каких-либо задач — возможно, сервер сможет восстановиться. В худшем случае лучше просто отключить питание, чем допустить полное разрушение оборудования», — пояснил он.

Проект FLIP был задуман прежде всего как концептуальная демонстрация — своего рода испытательный полигон для технологий, которые в будущем могут быть использованы в других миссиях на Луну.

Учитывая ограниченную пропускную способность каналов связи с Землёй, гораздо эффективнее обрабатывать значительную часть данных и телеметрии, поступающих с камер, лидаров и датчиков лунохода, непосредственно на месте. По словам Фернандеса, именно поэтому система SBC4 спроектирована для работы «на самом краю» (at the edge of the edge) — непосредственно в месте сбора данных.

Следует отметить, что ряд компаний, включая Google, Amazon и SpaceX, продвигают идею создания орбитальных дата-центров, работающих на солнечной энергии. Это позволило бы обойти ограничения, связанные с энергопотреблением на Земле. Однако экономическая целесообразность таких проектов пока не доказана, и на данный момент они остаются нерентабельными.

В конце 2026 года американская частная аэрокосмическая компания Firefly Aerospace намерена осуществить запуск лунных аппаратов в рамках проекта Blue Ghost Mission 2. Орбитальный модуль, проектируемый по этой программе, будет использовать вычислительную платформу NVIDIA Jetson для обработки изображений Луны с использованием ИИ-алгоритмов.

В марте 2025-го космический аппарат Blue Ghost Mission 1 компании Firefly Aerospace совершил посадку на Луну: он передал на Землю почти 120 Гбайт необработанных данных, включая изображения и видео, полученные бортовыми камерами. Эта информация до сих пор обрабатывается и изучается в лабораториях.

В случае Blue Ghost Mission 2 данные будут обрабатываться непосредственно на лунной орбите, что избавит от необходимости их длительной трансляции на Землю. ИИ-алгоритмы, запущенные на базе Jetson, позволят извлекать только необходимые сведения: это значительно сократит задержку. Таким образом, повысится эффективность работы системы Firefly Ocula — первого коммерческого сервиса для получения высокодетализированных изображений и карт лунной поверхности.

Источник изображений: Firefly Aerospace

Проект Blue Ghost Mission 2 предполагает запуск посадочного модуля с набором научных приборов, который должен опуститься на обратную сторону Луны. Ещё одним элементом программы станет орбитальный блок Elytra, оснащённый вычислительным узлом NVIDIA Jetson. Датчики системы Ocula будут получать изображения Луны в ультрафиолетовом и видимом диапазонах. Затем эти данные поступят на обработку в бортовой вычислительный узел на базе Jetson, использующий алгоритмы ИИ. После извлечения необходимые сведения будут передаваться на Землю.

Аппарат Elytra рассчитан на эксплуатацию в течение пяти лет. Установленная на нём электроника будет получать питание от солнечных панелей. Отмечается, что сервис Ocula, реализованный на основе Elytra, поможет в решении ряда важных задач, среди которых — выбор оптимальных зон посадки для будущих пилотируемых и роботизированных лунных миссий, определение минерального состава пород и пр.

Попытка посадить на Луне посадочный модуль Athena компании Intuitive Machines частично увенчалась успехом. Хотя он не удержался в вертикальном положении на поверхности и упал, одному из ключевых клиентов — компании Lonestar Data Holdings — удалось выполнить большинство тестов своего микро-ЦОД, сообщает Datacenter Dynamics. Падение не позволило полноценно использовать солнечные панели модуля Athena, поэтому электроснабжение довольно быстро иссякло.

Тем не менее Lonestar во многом удовлетворена экспериментом. Модуль с 8-Тбайт SSD и ПЛИС Microchip PolaFire SoC успешно протестировали на пути к Луне и на окололунной орбите. Более того, как сообщает Datacenter Dynamics со ссылкой на представителя Lonestar, вычислительный модуль некоторое время проработал на поверхности Луны. Компания смогла отправить данные на модуль и получить обратно телеметрию прежде, чем оборудование отключилось. В компании сообщают, что все ключевые тесты были пройдены.

Источник изображения: Lonestar

В своём заявлении Intuitive Machines объявила, что с учётом положения солнца и солнечных панелей, а также чрезвычайно низких температур в кратере, компания не ожидает, что Athena перезарядится и заработает вновь. Миссия завершена и команды учёных теперь оценивают уже полученные данные. Ранее разработчики космического ЦОД из Lonestar уже смогли проверить возможность хранения данных на Луне, но проблемы с посадочным модулем Odysseus «Одиссей» не позволили продолжить эксперименты.

Конечно, это не единственный проект космических дата-центров. Так, ещё год назад Lumen Orbit сообщала о намерении развернуть в космосе многочисленные микро-ЦОД для ИИ, Axiom Space построит орбитальный дата-центр ODC T1 на своей космической станции, схожими проектами интересуются даже итальянские военные. Совсем недавно Lumen Orbit переименовалась в Starcloud и привлекла ещё $10 млн на свои орбитальные ЦОД — тестовый запуск будет летом 2025 года. Список проектов далеко не исчерпывающий.

Стартап Lonestar Data Holdings, по сообщению Reuters, намерен в феврале нынешнего года запустить первый в истории лунный микро-ЦОД. Эта система, по задумке компании, обеспечит ряд преимуществ перед традиционными наземными дата-центрами, включая непревзойденную безопасность и энергетическую эффективность.

Lonestar Data Holdings из Флориды разрабатывает технологии хранения и обработки данных на Луне. Такой подход гарантирует исключительную физическую безопасность оборудования, а также защиту от стихийных бедствий и конфликтов, которые могут поставить под угрозу данные, хранящиеся на Земле.

Стартап опробовал свои решения на борту Международной космической станции (МКС) в 2021 году и на базе лунного посадочного модуля Odysseus («Одиссей») в 2024-м. В рамках намеченной на февраль нынешнего года миссии Lonestar Data Holdings намерена использовать ракету SpaceX Falcon 9 для запуска полностью функциональной системы Freedom Data Center, интегрированной с лунным модулем Athena компании Intuitive Machines. Питание лунный ЦОД будет получать от солнечных батарей. В состав дата-центра включены высоконадёжные твердотельные накопители.

Источник изображения: Lonestar Data Holdings

В число первых клиентов Lonestar Data Holdings, которые изъявили желание хранить свою информацию на Луне, вошли власти штата Флорида, правительство острова Мэн, фирма Valkyrie, занимающаяся разработкой ИИ, и американская поп-рок-группа Imagine Dragons.

Вместе с тем отмечается, что создание лунного дата-центра сопряжено с рядом серьёзных трудностей и ограничений. Это, в частности, суровые условия эксплуатации, фактическая невозможность оперативного обслуживания и высокие расходы. Кроме того, существуют риски, связанные с собственно запуском оборудования в космос. Поэтому информацию, хранящуюся в базе лунного ЦОД, планируется дублировать на объекте Flexential в Тампе (штат Флорида).

Добавим, что в марте 2023 года Lonestar Data Holdings привлекла $5 млн от Scout Ventures, Seldor Capital, 2 Future Holding, The Veteran Fund, Irongate Capital, Atypical Ventures и KittyHawk Ventures. Позднее стартап получил на развитие ещё $825 тыс. В общей сложности на сегодняшний день Lonestar собрала почти $10 млн.