Armazenamento de dados do espaço para a Terra: 3 dicas para o mundo actual

Este artigo foi contribuído por Yaniv Iarovici, diretor de advertising de segmento de IoT.

A corrida espacial está se lançando em um novo território e não há espaço para erros. As iniciativas podem incluir missões one-shot caras – como o Telescópio Espacial James Webb, de US$ 10 bilhões, da NASA – ou atingir pequenos satélites, também conhecidos como “smallsats”, que oferecem novas maneiras de explorar e capitalizar esse mercado em expansão.

O que os dois têm em comum, no entanto, é que qualquer iniciativa espacial deve ser capaz de sobreviver às condições extremas e aos perigos da espaço sideral. Uma enorme quantidade de P&D, planejamento e estratégia é aplicada em cada peça de tecnologia desses foguetes e dispositivos para garantir que eles superem os requisitos exclusivos necessários para missões bem-sucedidas em campo.

Que a pesquisa e o desenvolvimento tiveram um impacto único nas tecnologias que usamos todos os dias, pois as equipes de desenvolvimento de produtos pegam esses aprendizados e aplicá-los à tecnologia diária. Estes incluem Sistemas de Posicionamento World (GPS) e câmeras de smartphones baseados em sensores CMOS, ambos desenvolvidos pelo Jet Propulsion Laboratory em Pasadena.

A seguir estão três grandes lições que o mundo actual pode aprender com o desenvolvimento de tecnologias para o universo, que podem manter o futuro de nossa existência e ajudar a melhorar os produtos que usamos diariamente.

A pertinência da confiabilidade

O espaço tem um ambiente absolutamente implacável que não é visto em nenhum lugar da Terra – e chegar lá (ou voltar) apresenta condições igualmente difíceis para a tecnologia suportar os extremos.

Na decolagem, os componentes eletrônicos sofrem batidas violentas de vibrações extremas e, uma vez em órbita, todo subject matter precisa ser capaz de suportar mudanças térmicas descontroladas que podem ver um ciclo 260 graus Fahrenheit (126,67 graus Celsius) cada hora de cada dia. Os componentes também precisam ser capazes de suportar a radiação espacial, que ameaça degradá-los até que deixem de funcionar – e sobreviver através de fenômenos espaciais aleatórios e partículas ionizantes que podem atravessar microchips como uma faca quente na manteiga.

Até mesmo o Telescópio Espacial James Webb — uma inovação tecnológica e um recurso renomado — ainda tem 344 pontos de falha que pode condenar a missão a qualquer momento.

O que tudo isso significa é que a confiabilidade é de missão crítica para tecnologia espacial — e essa confiabilidade foi propositadamente desenvolvida, comprovada e integrada às tecnologias circundantes. As equipes de desenvolvimento de produtos em organizações espaciais compartilharam algumas chaves para a confiabilidade, resultando em materiais considerados “classe espacial”. E para memória de estado sólido, especificamente, eles são “radiantes”.

De peças automotivas que podem resistir ao teste do pace a utensílios de cozinha “simples” projetados para suportar o estresse repetitivo de altas temperaturas a alguns eletrônicos comuns em nosso dia-a-dia, inúmeros produtos com os quais interagimos se beneficiaram do aprendizado em confiabilidade do espaço . A confiabilidade também influenciou o design do produto, o que garante que cada produto não seja apenas esteticamente agradável, mas também notavelmente funcional.

Os engenheiros da Western Virtual têm trabalhado com empresas no espaço em suas abordagens para armazenamento de dados. O uso de uma abordagem conhecida como Design for Reliability (DFR) tornou-se fashionable como uma prática de engenharia padrão, que se destina a projetar confiabilidade em produtos usando métodos de última geração. À medida que a tecnologia continua avançando e dispositivos altamente complexos continuam a encolher e miniaturizar, o DFR pode garantir requisitos de alto desempenho e baixa tensão para que novos componentes eletrônicos possam superar várias limitações. A DFR deu saltos e limites no desenvolvimento da tecnologia espacial, e os frutos desses trabalhos estão sutilmente penetrando cada vez mais produtos.

Requisitos para integridade de dados

Tudo no espaço, de foguetes a satélites grandes e pequenos, gera grandes volumes de dados. Por exemplo, de acordo com HSAT, em 2020 havia 2.666 satélites operacionais em órbita. Todos esses satélites capturam milhares e milhares de terabytes de dados todos os dias, o que equivale a petabytes todos os anos. Para contextualizar, 1 petabyte é 1.000 terabytes e 1 terabyte é cerca de 1.000 gigabytes, que é armazenamento suficiente para cerca de 250 longas-metragens. Aquilo é um tonelada De dados.

E no futuro, haverá ainda mais dados coletados — a NASA está planejando duas missões espaciais chamadas SWOT e NISAR que devem produzir cerca de 100 terabytes de dados por dia. Nem todos esses dados podem ser enviados de volta à Terra em pace actual, nem deveria, o que significa que armazená-los efetivamente no espaço é a única maneira de tornar esses dados úteis e acionáveis.

Para processar e manipular adequadamente esses dados no espaço, para tornar esses dados útilos engenheiros descobriram requisitos agudos de integridade de dados para garantir que os dados mantenham a capacidade de serem analisados ​​no espaço – ou retransmitidos para casa para análise.

Embora existam várias definições para integridade de dados, como UBER – ou taxa de erro de bits incorrigível, que é uma definição de integridade de dados que também se aplica a aplicativos corporativos – manter a integridade de dados é basic porque a corrupção e a perda de dados podem causar cálculos incorretos – e acidentes.

Assim como os carros na Terra usam dados em sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS), foguetes e satélites usam sistemas semelhantes que dependem de dados e da integridade dos dados para operar. À medida que a tecnologia espacial cresce para desenvolver sistemas cada vez melhores de integridade de dados, esses mesmos sistemas obtêm melhores operações em casos de uso de aplicativos inteligentes ao nosso redor, desde modelos orientados por IA na empresa até veículos autônomos na estrada.

Requisitos para armazenamento de dados no espaço

Se a integridade dos dados é essencial para o sucesso no espaço, o armazenamento de dados é igualmente, se não mais importante, pois é a base sobre a qual os dados podem ser acessados, armazenados e analisados. O armazenamento de dados tende a ser um dos aspectos mais negligenciados, no entanto, mais significativos da tecnologia ao nosso redor; como os dados são armazenados, processados ​​e movidos tem um impacto direto na computação e na análise aplicada a eles, o que determina sua utilidade.

O armazenamento de dados no espaço precisa ser capaz de suportar os rigores de uma missão espacial, dos desafios mencionados anteriormente relacionados ao lançamento, órbita e retorno à Terra, e a evolução na confiabilidade do armazenamento de dados levou a uma evolução do uso avançado de armazenamento de dados casos ao nosso redor. Alguns exemplos desse crescimento podem ser vistos em lugares como o setor de transporte, com carros, ônibus e trens agora aproveitando tecnologias avançadas de armazenamento de dados que essencialmente transformam esses veículos em information facilities de roaming sobre rodas (ou trilhos). Os avanços no armazenamento de dados estão impulsionando inúmeras indústrias – e isso desencadeou um ciclo virtuoso de avanços na confiabilidade e, em seguida, avanços no armazenamento de dados, que se repete continuamente.

Lançamento no futuro

À medida que a tecnologia espacial cresce em sofisticação, cada um de nós se beneficia dos avanços, e é provável que essas aplicações continuem a aparecer sutilmente nas tecnologias que usamos diariamente. Afinal, o espaço é o campo de testes definitivo – se algo pode sobreviver lá, pode sobreviver em qualquer lugar.

Já estamos vendo os frutos da ciência espacial na confiabilidade da tecnologia, e isso estimulou diretamente o avanço na integridade e armazenamento de dados. Os avanços na integridade de dados estimularam a inteligência mais inteligente em aplicativos de carros inteligentes a tool corporativo, e os avanços no armazenamento de dados transformaram completamente setores como transporte, impulsionando avanços em “information facilities itinerantes”.

Embora possamos tomar algumas dessas conclusões como garantidas, esperamos que essas inovações nos empolguem e nos inspirem – à medida que mais avanços são feitos, eles, por sua vez, elevarão nossas experiências diárias.

Yaniv Iarovici é o diretor de advertising do segmento IoT na Western Virtual.