Las computadoras digitales de hoy han demostrado ser fundamentales en la capacidad de ayudar a los humanos a avanzar en sus objetivos en la Tierra y fuera de ella. Su profunda influencia no solo ha mejorado casi todos los aspectos de la vida en la Tierra, sino también casi todas las innovaciones de la tecnología espacial, incluida la mecánica espacial, el control de misiones, el diseño de naves espaciales y los datos generados por naves espaciales. No sorprende que la evolución de la tecnología informática se alinee notablemente con el crecimiento de las innovaciones en tecnología espacial.
Por supuesto, necesitamos la informática para sobrevivir en el duro entorno espacial y hacer realidad las exploraciones a largo plazo. Sin embargo, un problema importante es que viajar y enviar información a la Tierra lleva demasiado tiempo. Afortunadamente, las innovaciones en la informática de punta y en la nube están ayudando a transformar nuestra capacidad para explorar y mantener estas misiones en el espacio profundo.
Computación perimetral y en la nube
Edge computing, un paradigma informático que acerca la computación y el almacenamiento de datos a las fuentes de datos, puede ahorrar tiempo y dinero. La computación en la nube, que utiliza redes de sensores remotos en línea para almacenar, administrar y procesar datos, ofrece disponibilidad bajo demanda de recursos del sistema informático sin administración directa por parte del usuario.
En términos simples, estas herramientas informáticas nos ayudan a acceder fácilmente a los datos que brindan más información y nos ayudan a ejecutar la exploración espacial de manera más eficiente al hacer que la comunicación sea más rápida.
En agosto de 2021, Microsoft Azure Space con Hewlett Packard experimentó con la computación en la nube y de borde para crear mejores procesos de trabajo a bordo de la Estación Espacial Internacional para la estación terrestre de Azure y la base de datos del Instituto Nacional de Salud. El objetivo era probar y procesar los genes de los astronautas más rápido cuando estaban en el espacio. Gracias a Spaceborne Computer 2 de HPE, que utiliza computación perimetral y procesamiento de inteligencia artificial, el experimento fue un éxito.
Si bien esta rápida transferencia de datos mantiene actualizados a todos en la Tierra, los beneficios de la exploración espacial van mucho más allá de una comunicación productiva y eficiente. A continuación se presentan algunas formas en que la informática moderna afecta la exploración espacial que mejorará nuestras posibilidades de supervivencia en el espacio profundo.
Investigación y Monitoreo
Mejores herramientas de comunicación y procesamiento de datos pueden razonablemente crear instalaciones de investigación más productivas entre las estrellas. El control terrestre y las naves espaciales pueden colaborar a través de una mejor comunicación e intercambiar información que ofrezca soluciones en tiempo real. Además de todo, una transferencia de datos más rápida también puede permitir un mejor monitoreo de la Tierra. El monitoreo de datos en tiempo real puede permitir a los astronautas informar hallazgos más detallados de cualquier desastre natural o fenómeno que vean desde la Tierra.
Como señala HPE: “Tales capacidades informáticas de vanguardia también acelerarán la investigación sobre los problemas que enfrentamos aquí en casa, desde la pandemia hasta el cambio climático. De hecho, muchos esperan que el espacio impulse una nueva cosecha de innovaciones tecnológicas: impresoras 3D, supercomputadoras integradas, pequeños satélites, servidores creados para las duras condiciones del espacio e incluso sistemas GPS para la navegación espacial”.
Salud del astronauta
Los viajes espaciales pueden ser profundos, pero tienen un duro impacto en el cuerpo humano. HPE citó al vicepresidente senior y director de marketing de AIDr. Eng Lim Goh, quien explicó que “cuanto más se alejen de la Tierra los astronautas, más autosuficientes deberán ser. Eso significa que sus sistemas informáticos tendrán que procesar grandes cantidades de datos localmente, en el borde, para responder rápidamente preguntas y resolver problemas”.
La pérdida de densidad ósea y los cambios en la genética se encuentran entre los muchos problemas de salud que pueden enfrentar los astronautas. Sin embargo, las innovaciones en tecnología de datos pueden ayudar a identificar problemas de salud y soluciones más rápido. A medida que desarrollemos tecnologías que permitan a los humanos vivir en Marte, será extremadamente importante para la salud y la longevidad de los astronautas. Aún mejor, los datos biométricos que se procesan desde los sistemas informáticos en el espacio pueden permitir a los astronautas rastrear y monitorear su salud mientras están en órbita o en exploraciones del espacio profundo.
Agricultura espacial
La informática también puede sostener la vida en el espacio de otras maneras. Los datos pueden mejorar la práctica de cultivar alimentos en gravedad cero, un proceso que ha sido un desafío para los científicos. Aún así, su éxito significaría comidas más saludables para los astronautas y menos suministros y otra carga necesaria para cada viaje.
La investigación de la NASA y otros expertos espaciales muestra cómo los humanos pueden superar los desafíos de la inseguridad alimentaria en el espacio con la ayuda del oxígeno artificial, temperaturas e iluminación más estables y la recopilación y análisis de datos de plantas. Ahora, los astronautas pueden disfrutar de productos frescos como la lechuga en espacio. Además de todo, los sistemas agrícolas pueden proporcionar filtración natural de aire y agua para el sistema de la nave espacial.
Diseño de nave espacial
La computación espacial y sus datos pueden permitir mejores descubrimientos en torno a la combustión, la purificación del agua y la ingeniería. Todos los datos recopilados informan constantemente la creación de naves espaciales más seguras, económicas y eficientes. Sin este flujo de datos que genera innovaciones, la industria espacial no entendería cómo aterrizan los cohetes en la Tierra o cómo funcionan las imágenes satelitales. Cuantos más datos tengamos, más expertos podrán mejorar la experiencia de los viajes espaciales.
Actualmente, el proyecto de computación de vuelo espacial de alto rendimiento (HPSC) de la NASA aborda cómo la computación es ineficiente en el sentido de que su tecnología debe configurarse en el tramo de la misión que requiere la mayor cantidad de energía. Si bien esto tiene como objetivo el éxito general de la misión, conduce a un uso ineficiente de los recursos durante la duración de la misión. Este proyecto desarrolla tecnologías que pueden mejorar la capacidad computacional 100 veces más que las computadoras de vuelo espacial actuales. Los chips informáticos de nuevo diseño con múltiples núcleos de procesamiento se incluirán con el software operativo.
Computación de próxima generación
La computación de datos de próxima generación para viajes espaciales aún está en desarrollo, por lo que hay más espacio para innovaciones, especialmente a medida que nos enfocamos más en viajar por nuestra galaxia. Incluso con mejoras en el horizonte, la calidad de vida y trabajo de los astronautas ha mejorado mucho desde los primeros días de la exploración. Estamos sentando las bases para la computación, y es el trampolín que puede ayudarnos a mantenernos informados, interesados e involucrados en el desarrollo de un mejor ecosistema de NewSpace para que tengamos todos los procesos implementados para prosperar en la frontera final.
