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Quando la settimana scorsa il primo lander lunare commerciale del mondo ha effettuato il suo storico atterraggio vicino al polo sud della Luna, c’era anche la promessa di un’altra impresa rivoluzionaria. Memorizzati in un’applicazione software caricata sul computer di bordo del velivolo c’erano gli ingredienti per un data center lunare, insieme alla speranza di ridefinire l’informatica dello spazio profondo.
Il prototipo, uno dei sei carichi utili commerciali a bordo del lander Nova-C della Intuitive Machines, apparteneva a una società con sede in Florida chiamata Lonestar Data Holdings. Dopo una serie di test la scorsa settimana, la società ha dichiarato di aver testato con successo la trasmissione, l’archiviazione e la ricezione di documenti digitali durante il volo lunare e di nuovo sulla superficie della luna.
La demo è stata considerata una prova in previsione di una seconda missione IM lunare prevista per la fine dell’anno, quando Lonestar spera di consegnare un sistema Yocto Linux completo, con 8 terabyte di spazio di archiviazione, sulla superficie lunare.
“È un sistema operativo Linux e un data center in piena regola”, ha dichiarato a EE Times Dennis Wingo, fondatore e CTO di Skycorp. La sua azienda ha costruito il server web basato su RISC-V per la Stazione Spaziale Internazionale. Lonestar lo assunse per costruire l’hardware dei dati per quella seconda missione lunare.
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“In realtà è nel micro ciò che faresti nel macro con un data center”, ha affermato Wingo.
Si prevede che il dispositivo proof-of-concept non durerà più di un giorno lunare perché è probabile che il calo delle temperature lo renda inutilizzabile.
“Se poi ritorna dopo il periodo di oscurità, è un miracolo”, ha detto Wingo.
I cambiamenti della temperatura lunare possono variare da 250°F (121°C) durante il giorno a –208°F (–133°C) di notte, provocando l’espansione e la contrazione radicale e distruttiva delle molecole all’interno dei componenti elettronici.
L’anno scorso, Lonestar ha raccolto 5 milioni di dollari in finanziamenti iniziali come parte di uno sforzo per sviluppare una presenza di dati lunari più sostenibile, che Chris Stott, fondatore e CEO dell’azienda, ha affermato essere in gran parte guidato dal mercato.
“Tutto questo proveniva dai clienti”, ha detto. “Non siamo un’azienda che spinge la tecnologia. Questa è una spinta della domanda”.
Eppure, anche dopo il riuscito atterraggio di un veicolo spaziale privato americano, gli ingredienti di una vera economia lunare non sono chiari.
Nel 2018, la NASA ha lanciato il suo programma Commercial Lunar Payload Services (CLPS), assegnando inizialmente contratti commerciali per missioni lunari a una società con sede a Pittsburgh chiamata Astrobotic, per 79,5 milioni di dollari; le Intuitive Machines con sede a Houston per 77 milioni di dollari; e Orbit Beyond per 97 milioni di dollari. Da allora le aziende rivali hanno gareggiato per creare servizi aggiuntivi, come GPS e Wi-Fi. Eppure gran parte di ciò che sta guidando gli attuali appetiti del mercato, ha detto Stott, è la potenziale applicazione dell’archiviazione e dell’elaborazione dei dati lunari per coloro che sono sulla Terra.
“Il nostro obiettivo finale è il backup globale, il ripristino globale e il ripristino globale”, ha affermato, scegliendo la Luna per il suo relativo isolamento rispetto al tipo di disastri su larga scala che possono verificarsi in tutto il mondo.
Simile al Seed Vault nell’arcipelago norvegese delle Svalbard, che funge da sorta di unità di stoccaggio di riserva per gran parte delle colture alimentari mondiali, in caso di successo, lo sforzo potrebbe soddisfare le recenti prescrizioni politiche avanzate da un team congiunto di ricercatori dell’Università di Harvard e l’Università del Wisconsin-Madison, che hanno richiesto un tipo simile di sostegno fuori dal mondo.
Lo studio, redatto dal fisico teorico Avi Loeb, dall’astrofisico Alexandre Lazarian e dal ricercatore Carson Ezell, ha concluso che “il rischio di un disastro catastrofico o esistenziale per la nostra civiltà sta aumentando in questo secolo” e che un sistema di stoccaggio sulla Luna è necessario per “preservare informazioni preziose sulle conquiste della nostra civiltà”.
La preparazione al giorno del giudizio è certamente un uso. Ma Stott sostiene che esiste un mercato in crescita anche per quegli scenari meno distopici, come le cartelle cliniche e l’archiviazione di informazioni finanziarie. Data la mancanza di eventi meteorologici lunari, come uragani e inondazioni, nonché la posizione remota della Luna, una posizione lunare potrebbe aiutare a salvaguardarla da danni o manomissioni.
Altri, però, non ne sono così sicuri.
“Se avessi un’enorme quantità di dati e non volessi che nessuno li vedesse, ci sarebbero dei bunker”, ha detto a EE Times Matt Konda, CEO della società di sicurezza informatica Jemurai. “Perché dovrebbe essere sulla luna?
“Se è collegato”, ha spiegato, “allora è esposto”.
Tuttavia, l’emergere dell’economia spazio-per-spazio, in cui beni e servizi sono prodotti nello spazio e per lo spazio, richiederà probabilmente un’infrastruttura informatica sempre più completa.
“Qualsiasi espansione nello spazio, per qualsiasi motivo, richiede una sorta di calcolo”, ha affermato Avi Shabtai, CEO di Ramon.Space, la cui società l’estate scorsa ha annunciato di aver raccolto 26 milioni di dollari in finanziamenti, in parte da Ingrasys, una divisione di Foxconn, come così come una società di investimento di Abu Dhabi. Un potenziale concorrente di Lonestar, Ramon.Space, fondata in Israele, si concentra sulla fornitura di computer resistenti allo spazio.
“Se hai visto immagini arrivare dalla luna, ci vuole molto tempo”, ha detto Shabtai. “La qualità non è eccezionale e tutta la lavorazione deve essere eseguita sulla Terra.”
Ma, ha aggiunto, “se puoi inviarlo a un data center sulla Luna, eseguire analisi su di esso, monitorarlo, salvarlo e quindi inviare risultati o conclusioni alla Terra, allora inizierà a produrre risultati”. [business] senso.”
La NASA, da parte sua, guarda sempre più spesso alle società commerciali per sviluppare il programma Artemis dell’agenzia per riportare gli esseri umani sulla Luna e infine su Marte. Poiché nello spazio profondo viene condotta una maggiore attività, si prevede che aumenterà anche la necessità di data center vicini per alleviare sia le latenze che il consumo di energia.
“Man mano che ci si allontana dalla Terra, non possiamo sempre fare affidamento sulle nostre capacità qui”, ha detto a EE Times Gabrielle Hedrick, ingegnere aerospaziale presso MITRE, un’organizzazione no-profit che gestisce centri di ricerca e sviluppo finanziati a livello federale. “Una delle grandi sfide è: come gestisci i dati?”
Nel 2018, ad esempio, il team del rover Mars Curiosity si è lamentato della propria capacità di affrontare una serie di difficoltà tecniche “perché la quantità di dati che arrivano è limitata”, ha scritto lo scienziato del progetto Curiosity Ashwin Vasavada in un aggiornamento della missione. “Potrebbe essere necessario del tempo prima che il team di ingegneri diagnostichi il problema.”
Nel frattempo, sulla Terra, il crescente consumo energetico dei dati è una preoccupazione crescente.
Considerati tra gli edifici a maggior consumo di elettricità del pianeta, i data center utilizzano fino a 50 volte l’energia per superficie rispetto all’edificio per uffici medio. Secondo alcune stime, la crescente domanda dei consumatori, così come i nuovi e pesanti requisiti per i server AI, dovrebbero far lievitare il consumo energetico dei dati negli Stati Uniti fino a 35 GW entro la fine del decennio, più del doppio della quantità consumata nel 2022.
I leader del settore sperano che la Luna, attingendo all’energia solare almeno inizialmente, possa fornire una gradita tregua e iniziare a sottrarre parte di quel carico di lavoro.
Ma non sarà facile. Per cominciare, i chip dei computer non funzionano bene nello spazio. Mentre le imbarcazioni si avventurano oltre la protezione del campo magnetico terrestre, le radiazioni ad alta energia bombardano i microprocessori e danneggiano i chip in modi che possono portare a guasti operativi.
La Russia lo ha sperimentato nel modo più duro nel 2011, quando la sua Phobos-Grunt, una sonda interplanetaria progettata per atterrare sulla luna marziana Phobos, si è schiantata sulla Terra dopo che i raggi cosmici hanno fritto i chip SRAM del velivolo subito dopo il lancio.
Nuovi design e matrici polimeriche hanno lo scopo di rendere questi sistemi più densi e robusti. Ma, come ha osservato Wingo, “il problema è che alcune di queste particelle ad alta energia amano quel materiale denso e crea una pioggia di particelle secondarie che possono danneggiare i nostri sistemi”.
Per compensare tali effetti, i ricercatori stanno esplorando l’uso e lo sviluppo di nuovi materiali in grado di assorbire la radiazione secondaria. I ricercatori stanno inoltre sviluppando circuiti di sensori in grado di rilevare e ripristinare i componenti danneggiati in tempo reale come una sorta di tecnologia di “autoriparazione”. Anche le unità a stato solido (SSD), note per la loro durata, dimensioni ridotte e requisiti energetici inferiori, possono fornire una funzione di autocorrezione simile.
“Esiste un prodotto realizzato da questi costruttori di unità SSD che è uno standard di settore chiamato strumenti SMART”, ha affermato Wingo. “Questi strumenti intelligenti vengono utilizzati dalle società di server per misurare in tempo reale le prestazioni degli SSD in modo che possano utilizzare la tecnologia predittiva o algoritmi predittivi per prevedere quando i loro server falliranno. Possono utilizzare le statistiche sui bit flip e sulla loro memoria per determinare anche se si tratta di un pre-indicatore di fallimento.
“Stiamo semplicemente implementando la stessa tecnologia nello spazio”, ha aggiunto.
La schermatura, tuttavia, può presentarsi anche in altre forme. Lonestar, ad esempio, spera un giorno di utilizzare i tubi di lava lunari per i suoi centri. Scoperti per la prima volta nel 2009 dal Lunar Reconnaissance Orbiter e dalla navicella spaziale giapponese Kaguya, questi tunnel cavi di roccia sono stati formati da antichi flussi di lava basaltica miliardi di anni fa durante un periodo in cui l’attività vulcanica esplose sulla Luna.
Se i data center fossero conservati all’interno di questi tubi, potrebbero teoricamente godere di un grado di protezione aggiuntiva da quelle particelle altamente cariche, nonché dagli attacchi dei meteoroidi. I loro pannelli solari, tuttavia, le cui celle solari subiscono il degrado dovuto alle radiazioni, dovrebbero comunque essere esposti per funzionare. Inoltre, poiché una rotazione completa della Luna dura circa un mese terrestre, quei pannelli rimarrebbero immersi nell’oscurità gelida per circa 14 giorni e probabilmente sarebbero resi inutilizzabili durante quel periodo.
Detto questo, poiché le nuove attività commerciali guidano nuove soluzioni tecnologiche e gli sviluppatori elaborano piani per batterie migliori e fonti di energia alternative, si prevede contemporaneamente un aumento della necessità di una maggiore capacità computazionale.
“Vivremo in un mondo diverso tra 40 anni nello spazio”, ha detto Wingo. “È una rivoluzione tanto grande quanto quella vissuta dall’industria informatica negli ultimi 40 anni, e io ne ho avuto una parte importante negli ultimi 40 anni.”
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