Вычислительные возможности на Земле стремительно развиваются. Но бортовые вычисления в космосе - более сложная задача, поскольку чипы должны быть устойчивы к воздействию радиации в космосе. Эдвард Джи, соучредитель и генеральный директор стартапа Aethero, которому всего три года, работает над решением этой проблемы и повышением вычислительной мощности бортовых спутников. Ниже - сокращенная версия стенограммы интервью порталу Via Satellite.
Я основал Athero после того, как бросил учёбу. Это довольно распространённая тема в Кремниевой долине.
Вычисления на Земле быстро продвинулись (закон Мура). В космосе всё по-другому. Приведу пример: марсоход NASA Perseverance использует RAD750, который, в свою очередь, является версией PowerPC 750, который использовался в iMac в 1998 году.
Возникает вопрос: как нам взять новейшие чипы и заставить их работать в космосе? Это то, чем занимается Aethero.
Есть два подхода. Вы можете сделать новые чипы, чтобы они работали в космосе, или вы можете взять существующие готовые чипы и адаптировать их для космоса.
Первый подход очень заманчив. Но есть ограничения. Одно из самых больших - рынок космических чипов никогда не будет таким же большим, как рынок наземных чипов. А это означает, что даже если вы сегодня создадите чип, предназначенный специально для космоса и обладающий всеми возможностями существующего чипа, через 10 лет чипы NVIDIA всё равно будут становиться более продвинутыми, поскольку в них вливается больше капитала, поскольку объём рынка наземных чипов просто намного больше.
Тогда мы переходим ко второму варианту: берём наземные чипы с Земли и заставляем их работать в космосе.
Существующие подходы, по сути, идут двумя путями. Один из них касается программного обеспечения. У вас есть различные программы, которые смягчают перевороты битов, помогают восстанавливать повреждённую память и обрабатывают ошибки и сбои, вызванные радиацией.
Второй вариант - повысить устойчивость.
Необходимо сделать и то, и другое. Это, по сути, даёт клиентам решение, оптимизированное для работы в космосе как с аппаратной, так и с программной точки зрения, что в конечном итоге обеспечивает гораздо более надёжный продукт.
Компании уже три года. Мы основали компанию в подвале. Мы построили первый демонстратор. Мы построили первые прототипы в подвале. В истории компании было много взлетов и падений, но я горжусь тем, чего мы достигли.
Зачем нужны более мощные чипы в космосе?
Это военные приложения, например программа "Золотой купол", и другие проекты противоракетной обороны. Кроме того - автономные операции в космосе (дозаправка и обслуживание спутников и т.д.). Да, рынок для этого есть, но он более ограничен, чем можно было бы подумать. Фермеру как правило не нужна высокая срочность. И аналогично, для достаточного количества коммерческих пользователей, таких как строительные компании, например, или хедж-фонды, им не нужна такая особая срочность с точки зрения времени, когда речь идет о получении данных из космоса. Но когда дело доходит до Министерства обороны, каждая секунда имеет значение. Лучшие бортовые вычисления - это лучшая противоракетная оборона, лучшая пространственная осведомленность, лучшие управления операциями и так далее. Это области, которые Министерство обороны считает абсолютно необходимыми для обеспечения американского космического превосходства.
В августе 2024 мы запустили наш первый спутник с компьютером первого поколения, основанным на NVIDIA, ORIN, NX и SOM. Забавно, что мы опередили Planet Labs на три месяца. Я знаю, что Planet Labs заявляли о первом графическом процессоре в космосе, но их запуск, если не ошибаюсь, состоялся 21 февраля этого года. Мы запустили его в августе 2024 года. Наш спутник до сих пор работает.
Мы закупили комплектующие для спутника у EnduroSat. Мы сами построили, собрали комплектующие, сами провели интеграцию, сами запустили его, и мы сами им управляем. Многие могут спросить: почему бы вам не покататься с кем-нибудь вроде Loft Orbital? В конечном итоге всё сводится к стратегии, верно? Министерство обороны, в частности, не работает с производителями компонентов.
Следующие два этапа: запуск второго спутника в феврале 2026 года, а затем третий запуск EsperFast летом. Оба эти события невероятно интересны. Мы будем выводить наши вычисления, доводить наши продукты до возможностей, которые ещё не были продемонстрированы на орбите.
Эти две спутниковые миссии несут нашу следующую итерацию на нашем компьютере Oren NX SOM Edge с мультиспектральным имиджером.
У нас есть третья миссия, которая представляет собой миссия S-flipcast. К сожалению, я не могу раскрыть больше, кроме того, что она проверяет наш модуль следующего поколения на базе AGX.
Кроме того, у нас идёт полная сборка и выпуск нашей экосистемы расширения с функциональностью SDR, с модулями SDR, модулями OBC, модулями FTGA.
Кроме того, мы выпустили нашу программную экосистему, которая выполняет всё: от планирования, позволяющего пользователям легко планировать обновления в течение года, до обновления моделей спутников на орбите, до автоматического обучения, аннотирования и построения новых моделей на основе необработанных данных, собираемых их спутниками. И, в конечном счёте, наша цель — создать полностью автономную программную и аппаратную экосистему, которая может быть легко интегрирована в любую спутниковую миссию.
Мы также провели обширную работу по моделированию, а также очень интенсивную испытательную кампанию на таких объектах, как HIMAP и Triumph, совместно с нашими партнёрами, корпорацией Cognito и Исследовательской лабораторией ВВС. Данные лабораторных испытаний, дали нам ценную, очень ценную информацию о том, как работают микросхемы в разных условиях радиации в космосе, как они работают, учитывая разный срок службы в космосе. И не только как работают наши микросхемы, как работают наши компьютеры, но и как работает наше программное обеспечение в различных сценариях, с которыми они столкнутся на орбите или в условиях дальнего космоса.
Мы не просто продаем S-компьютеры. У нас есть модули расширения, которые имеют функциональность для функций в OVC. У нас есть модули расширения SDR. У нас есть модули расширения FPGA для высокоскоростной связи между подсистемами на шине и для работы с полезными нагрузками, требующими больших объемов данных. Наши системы можно объединять в распределенные кластеры. Таким образом, вместо одного S-компьютера вы можете иметь целый вычислительный кластер или несколько компьютеров на одном космическом аппарате. И это, по сути, позволяет нам перейти от простой компании, занимающейся периферийными компьютерами, к полноценной космической вычислительной компании, способной охватить все технологии от периферии до космических серверов, а потенциально даже орбитальные центры обработки данных.
Сегодня потребность заказчиков заключается в обработке данных, полученных в космосе. Сейчас вся сложность с орбитальными данными заключается в их переносе из космического уровня в земной. И чем больше вы сможете сделать с этими данными в космосе, даже потенциально обработать их на всём протяжении от ввода необработанных данных до реагирования, тем проще и эффективнее будет управлять вашей миссией.
Мы работали с несколькими крупными космическими компаниями. И, если уж на то пошло, мы были перегружены спросом, который мы не можем обработать. Сейчас у нас значительный производственный портфель. И, как ни странно, самой большой нашей проблемой в этом году стало обеспечение того, чтобы наша цепочка поставок могла обрабатывать более крупные заказы от клиентов, чем мы изначально предполагали.
В космической отрасли цепочка поставок нестабильна. И часто это усугубляется тем, что приходится отслеживать каждый отдельный компонент в цепочке поставок. Например, у нас есть сертификат ASI 100. А это значит, что у нас есть прозрачность, мы имеем глубокую видимость на каждом уровне нашей цепочки поставок. А когда у вас так много поставщиков, у вас так много компонентов, у вас так много схем, у вас так много мест, и у вас есть целый процесс отслеживания каждого компонента на протяжении всего пути от производителя до окончательной сборки продукта. А затем вам нужно управлять качеством. А это огромные накладные расходы. Это то��на бумажной работы. И, честно говоря, я бы рекомендовал любой космической компании завести отдельного инженера по цепочке поставок, как только у них появится такая возможность.
Пошлины увеличили стоимость исходных компонентов. И мы увидели, как это ударило по цепочкам поставок. Мы увидели, как это ударило по инфляции. Но для нас это не было радикальным. Я знаю, что некоторые компании полностью расплавились из-за пошлин. Но у нас не было такой уж радикальной реакции.
Кто мы в наших отношениях с NVIDIA? Мы близкий партнер, приводящий их в космическую отрасль. Мы тесно сотрудничаем с NVIDIA. Мы получали от NVIDIA необходимую техническую поддержку. Мы уже работали с NVIDIA ранее, совместно работали с нашими клиентами. И NVIDIA Ultimate - один из наших самых близких партнёров сегодня, и мы очень гордимся сотрудничеством с ним.
Как более широкие возможности бортовых вычислений изменят работу спутников, например, в ближайшие пять лет? Я думаю, что космические вычисления, например, встроенная обработка данных, станет скорее стандартом, чем исключением. Даже у современных спутников, мы видим более мощные процессоры. И я думаю, что это будет становиться всё более распространённым явлением. Я также думаю, что графические процессоры будут становиться всё более распространёнными.