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La supercomputación de HPE pone rumbo a Marte

La NASA ha contado con HPE para diseñar el primer sistema HPC (supercomputación) completo capaz de ser lanzado al espacio y, de esta manera, “acercar” la computación de alto rendimiento al lugar en el que es necesaria.

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Por norma general, cuando hablamos de la computación de alto rendimiento (HPC) solemos hacerlo de una manera un tanto abstracta, tratando capacidad máxima de proceso, latencias, tipo de infraestructuras… un enfoque muy teórico y que en ocasiones nos impide hacernos una idea concreta de los usos que esta tecnología puede tener.

Sin embargo, lo cierto es que, día a día, van surgiendo nuevos casos concretos que exponen sus posibilidades, y hoy vamos a hablar de uno que, sin duda, despierta un singular interés, ya que abre la puerta a uno de los avances que más atraen a todo el mundo: la exploración espacial.

Pero, ¿qué relación puede existir entre la HPC y la exploración espacial? Para abordar este asunto es imprescindible que tengamos en cuenta que, desde los inicios de la carrera espacial y, especialmente, desde que el presidente Kennedy pusiera en marcha el programa espacial Apolo para lograr la llegada del hombre a la Luna antes de que terminara la década de los 60, la relación entre la astronáutica y la informática ha sido un matrimonio longevo, bien avenido e indisoluble.

Y no es solo que muchas de las actividades desarrolladas primero por las agencias estatales y ahora por empresas privadas que se han adentrado en este mercado dependan directamente de los sistemas de cálculo de alto rendimiento, es que además muchos de los avances que se han producido en este campo, posteriormente han llegado al resto del mundo.

Hay un ejemplo relacionado precisamente con uno de los momentos más brillantes de la carrera aeroespacial. Nos referimos a la histórica misión espacial Apolo XI. La que hizo que, el 20 de julio de 1969, Neil Armstrong y Buzz Aldrin fueran los primeros humanos en pisar la superficie de la Luna, mientras Michael Collins permanecía orbitando alrededor de nuestro satélite en el módulo de mando que los llevaría de vuelta a casa. Todo el mundo conoce esa historia (incluso hay quienes la niegan) pero, algo que no es tan conocido es que solo tres minutos antes del alunizaje, saltaron varias alarmas en el módulo lunar que estuvieron a punto de frustrar el descenso.

Debido a un fallo en una de las listas de chequeo, un conmutador quedó en posición incorrecta, lo que supuso una enorme carga de trabajo extra para los sistemas de a bordo (tareas innecesarias para el alunizaje), de los que dependía de manera crítica el sistema de guiado de la nave. Afortunadamente, el software y el sistema operativo habían sido diseñados por personas muy inteligentes, que se plantearon por primera vez en la historia la asignación de prioridades a las tareas.

Así, el sistema fue capaz de centrar toda su “atención” en el sistema de guiado, dejando en un segundo plano los trabajos adicionales, innecesarios y que podían haber frustrado el alunizaje. Tres minutos después de que saltaran las alarmas, el módulo lunar tocaba la superficie y la NASA hacía historia.


Misión a Marte

Desde la llegada del hombre a la Luna, la exploración espacial fue perdiendo interés para el gran público. Como ejemplo de ello, podemos recordar el mínimo seguimiento que hicieron los medios de comunicación de la misión Apolo XIII hasta el famoso “Houston, tenemos un problema”.

Posteriormente, con la puesta en marcha de las lanzaderas espaciales, el asunto recuperó un poco de “tirón”, pero poco tiempo después volvió a ser “lo normal”, y de nuevo dejó de despertar interés entre la población. Sin embargo, desde hace unos años, muchos ojos se han vuelto a fijar en el espacio, gracias al interés y a las primeras tentativas relacionadas con  la posibilidad de explorar y poder visitar Marte, el planeta rojo.

El ser humano ya ha sido capaz de enviar sondas a Marte, y cada vez parece más claro que en un plazo prudencial seremos capaces de pisar su superficie, pero eso no debe hacernos olvidar que se trata de uno de los desafíos más complejos a los que nos hemos enfrentado hasta ahora. Porque sí, somos planetas vecinos (recordemos que la Tierra se encuentra entre Venus y Marte), pero eso no significa que estemos cerca.

El promedio de distancia entre los dos planetas es de 227.940.000 kilómetros, o unos 12 minutos luz (siempre en las mejores condiciones). En cuanto a su clima, las máximas diurnas, en el ecuador del planeta y en verano, pueden alcanzar unos agradables 20 grados centígrados. Pero, en el momento en el que nos adentramos en la noche, podemos ver cómo descienden rápidamente hasta los -80. Además, la diferencia entre sol y sombra puede ser de 70 grados.

Estos son solo algunos (muy pocos) de los factores de riesgo que hay que tener en cuenta al plantear una misión tripulada a Marte, y la principal razón (junto a la económica) por la que todavía no hemos colonizado el planeta rojo. Ahora bien, ¿qué relación tiene esto con Hewlett Packard Enterprise y la computación de alto rendimiento? Pues muchísima, en realidad.

La distancia entre nuestro planeta y Marte es, ya lo hemos comentado antes, de unos 12 minutos luz, y la experiencia nos ha enseñado que el tiempo medio de una comunicación entre la superficie del planeta y la Tierra es de unos 20 minutos. Es decir, si una hipotética misión tripulada tiene que ponerse en contacto con la Tierra y esperar una respuesta, estaremos hablando de un lapso de 40 minutos para un simple intercambio de mensajes.

Esto si hablamos de transmitir, por ejemplo, los datos obtenidos tras explorar un determinado terreno, finalizar un experimento, etcétera, y esperar la confirmación de su recepción, no es ningún problema. Pero, ¿qué ocurre si se produce una emergencia y los miembros de la tripulación necesitan una respuesta inmediata sobre cómo proceder frente a la misma?

HPC donde se necesite

La respuesta a esa pregunta y ese problema pasa por ser capaces de llevar la inteligencia allí donde es necesaria. Y es que, de poco sirve tener los mejores y más complejos sistemas de cálculo, si la distancia impide que los resultados lleguen a tiempo al lugar en el que son necesarios. Un objetivo para el que la NASA ha contado con HPE para diseñar el primer sistema HPC completo capaz de ser lanzado al espacio y, de esta manera, “acercar” la computación de alto rendimiento al lugar en el que es necesaria.

Uno de los principales usos de la HPC es la Inteligencia Artificial, un campo que tiene una aplicación muy directa en la exploración espacial, puesto que un sistema de este tipo puede ser capaz de procesar un enorme volumen de información y de extraer conclusiones y proporcionarlas de una manera muy rápida y ágil. Así, volviendo al ejemplo de Marte, si un equipo tiene un problema y necesita una rápida respuesta, podrá contar con ella si cuenta con un sistema HPC a unos pocos segundos luz con respecto a su posición.

Así, con este proyecto, se abren nuevas puertas en la exploración espacial. Con un sistema HPC capaz de acompañar las misiones, desaparecerá buena parte de la dependencia que las misiones tienen de “control tierra”. Muchos de los problemas a los que se enfrentan podrán ser resueltos por el sistema que viaja con ellos, por lo que las misiones serán mucho más seguras y, por ende, se podrán acometer desafíos hoy impensables.

Spaceborn Computer

Seguro que más de una persona, al leer esto, ha pensado que suena más a ciencia ficción que a una realidad tecnológica. Sin embargo, lo cierto es que ese sistema HPC diseñado por Hewlett Packard Enterprise ya ha sido construido y, además, ya ha abandonado nuestro planeta a bordo de un Dragon Spacecraft de SpaceX. El Spaceborne Computer se encuentra en la Estación Espacial Internacional, donde además de probar su funcionamiento y rendimiento, se evaluará su resistencia en un entorno tan inhóspito y peligroso como es el espacio.

Spaceborn Computer incluye sistemas HPE Apollo 40 con una conexión HPC de alta velocidad y el sistema operativo Linux. Aunque no ha habido modificaciones hardware en estos componentes, se ha creado un sistema de refrigeración por agua único que resuelve las limitaciones ambientales de la supercomputación en el espacio.

Generalmente, para que la NASA apruebe equipos informáticos para el espacio, éstos deben estar preparados para soportar condiciones extremas, lo que añade dinero y peso. HPE ha adoptado un enfoque diferente para «endurecer» sus sistemas con software que ha permitido a Spaceborn Computer superar 146 pruebas de seguridad y certificaciones para que la NASA acepte enviarlo al espacio.

Eso sí, no se trata de un proyecto futuro, sino de una realidad que a día de hoy ya está siendo puesta a prueba, y que sin duda marcará de una manera muy significativa el futuro de la exploración espacial.

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