Контейнерный ЦОД в космосе как сервис

Современные спутники плохо перенастраиваются и, как правило, предназначены для выполнения одной задачи.

Калифорнийская компания Vector анонсировала на прошедшей в Атланте конференции Citrix Synergy 2019 запуск до конца года программно определяемого спутника GSky-1. Цель проекта – развертывание на орбите на микроспутниках облачной платформы GalacticSky. Планируется предоставлять пользователям космические вычислительные мощности по сервисной модели.

Компания позиционирует решение как революционное, и с этим трудно не согласиться. Ракета-носитель Vector выводит на орбиту созвездие микроспутников, по сути – контейнерных микроЦОДов (длина контейнера менее метра), в каждом из которых работает до 16 виртуальных машин (процессоры Intel I5 и Intel I7, до 64 Гбайт ОЗУ, 1 Тбайт SSD). Спутники имеют каналы связи с Землей и друг с другом. На основе кластера микроспутников с одинаковыми орбитами разворачивается облачная платформа GalacticSky, использующая гипервизор Citrix. Источником питания служат солнечные батареи (130 Вт), размещаемые на корпусе.

Решение чем-то похоже на Kubernetes, только контейнеры не виртуальные, а из железа. Но преимущества те же – микроспутник-контейнер может кувыркаться, терять связь с Землей, ломаться, но работоспособность одного контейнера не скажется на работе системы в целом.

Современные спутники плохо перенастраиваются и, как правило, предназначены для выполнения одной задачи. Наложенный слой виртуализации обеспечивает гибкость системы. Новый программно определяемый спутник можно использовать для разных задач, продлевая срок его службы.

В результате получается программно определяемое edge-устройство, вынесенное в космос, но имеющее те же преимущества, – не теряется время из-за задержек в канале при связи с Землей, ряд вычислений можно выполнять прямо на спутнике. Да и дорогостоящий канал связи с Землей разгружается за счет уменьшения количества передаваемых данных.

Первый прототип, который будет использоваться для проверки функциональности GalacticSky, разработан Vector в сотрудничестве с Научно-исследовательским центром космической техники (SERC) Южно-Калифорнийского университета (USC).

Облачная платформа на микроспутниках позволяет оперативно масштабировать нагрузку, предоставлять вычислительные мощности по сервисной модели разным пользователям, при необходимости обеспечивая безопасность на физическом уровне – правда, вместо выделенной стойки клиенту будет предлагаться выделенный микроспутник. В автономном режиме решаются проблемы самодиагностики и оперативного устранения неисправностей – возврата к последней работоспособной конфигурации системы. Для повышения эффективности работы выполняемые пользователем приложения могут перебрасываться между спутниками созвездия.

Создание космической облачной платформы GalacticSky соответствует миссии компании Vector – расширению доступа к космосу. Компания Vector уже начала запуски на орбиту дешевых (до $5 млн) легких ракет Vector, которые не требуют космодромов. Пуск ракеты непосредственно на площадке обслуживают всего несколько человек – остальные поддерживают совместную работу удаленно с помощью Citrix Workspace.

Функционирование микроспутника проходит в экстремальных условиях космоса, так что перед разработчиками стоят сложные задачи обеспечения работоспособности ЦОДа. В зависимости от типа орбиты температура внешней оболочки может меняться от -170 С до +120 С. Солнечные батареи не всегда могут вырабатывать электричество, так что нужны достаточно емкие накопители энергии для обеспечения работоспособности системы в тени. Микроспутник работает в условиях жесткого излучения, вспышки на Солнце могут выводить из строя электронику, нарушать работоспособность каналов связи с другими спутниками и с Землей. Как пройдет реальная эксплуатация космического микроЦОДа, покажет рассчитанная на 90 дней программа испытаний первого спутника.

В интервью IKSMEDIA.RU вице-президент компании Vector Джон Метзгер пояснил, что космический ЦОД на микроспутниках может использоваться для обеспечения связи, проведения финансовых транзакций, наблюдениями за космическими объектами, погодой и поверхностью Земли. Пользователи смогут отслеживать перемещения транспорта, например морских судов. Микроспутники можно использовать для навигации, поисков и спасательных работ. Причем в отличие от традиционных спутников, решать задачи при меньших затратах на запуск и эксплуатацию.