ISSにはスーパーコンピュータがある！ディスクの焼け焦げは気にしない

1年前、ヒューレット・パッカード・エンタープライズは、市販のスーパーコンピューターを国際宇宙ステーションに送り込み、量産されたハードウェアが、基本的に改造することなく、過酷な宇宙環境に耐えられるかどうかを検証しました。NASAとヒューレット・パッカード・エンタープライズは現在、ハードディスクのほぼ半数が太陽放射による焼損で故障したにもかかわらず、実験は成功と発表しています。

この実験は、HPE Spaceborne Computerの性能をテストするために設計されました。HPE Spaceborne Computerは32個の独立したコアで構成され、連携して動作し、標準的なiPhoneやタブレットの30～100倍の速度で演算処理を実行できます。放射線爆発にも関わらず、コンピュータは動作を続け、テストデータは一切失われませんでした。「彼らはいくつかのことを学び、システムが宇宙で動作することを実証しました」と、ISSの技術実証プロジェクトを管理するNASAのデビッド・ホーニャック氏は述べています。「これにより、NASAは将来必要になる可能性のある機能を、自ら開発するのではなく、購入する選択肢を持つことになります。」

このコンピュータは、NASAへの主要なアップロードおよびダウンロード接続が1日に最大8回、3秒から20分間切断されたにもかかわらず、動作を継続しました。このような独立性は、将来の月面基地や火星探査ミッションにおいて、地球への通信遅延を回避する上で役立つ可能性があります。NASAのIT専門家は、NASAのディープ・スペース・ネットワーク（世界中に設置された衛星アンテナで様々な宇宙船からの信号を送受信するシステム）への信号過負荷の可能性にも備えています。このスペースボーン・コンピュータは、ISSで発生するトラフィック量を削減することで、この問題を解決する可能性があります。

このプロジェクトを監督したHPEのマーク・フェルナンデス氏は、宇宙にスーパーコンピュータを設置する目的は、宇宙飛行士が自力でより多くの科学研究を行えるようにすることだと述べている。「ISSには何かを探すための4Kカメラやビデオがたくさんあります」と彼は言う。例えば、雲の種類、落雷、海水温の勾配など、膨大なデータの中から何かを探している。「こうした汎用的な画像処理はISS内で行い、その帯域幅を他の用途に使うべきです」

このコンピュータは、宇宙ステーション内での科学実験のデータを圧縮し、地上のNASAのコンピュータに送信することもできます。将来的には、月や火星の宇宙飛行士や探検家が、NASAからの返答を待たずに問題を解くためにスーパーコンピュータを必要とするようになるかもしれません。

コンピューター内部を保護するため、HPEのエンジニアたちは一種のシールドとして機能するソフトウェアを開発しました。コンピューター内部に放射線検出器を設置することはできなかったため、放射線の影響を最も受けやすいコンポーネントを特定し、動作条件に制限を設けました。例えば、放射線や電源のトラブルなどによってコンポーネントが過熱した場合、そのコンポーネントは自動的に保護されたセーフモードに移行します。

HPEのソフトウェアはうまく機能していたものの、完璧ではなかった。20台のソリッドステートディスクドライブのうち9台が故障し、フェルナンデス氏はこの割合を「憂慮すべき」と表現した。また、コンピューターは7回も「ビット反転」を経験した。これは、デジタルデータが予期せずゼロに変わる現象だ。フェルナンデス氏によると、コンピューターは何が起こったのかを特定し、破損したデータを破棄し、同じ情報を新たに取得できたという。しかし、IT担当者にとってそれだけでは不安が足りなかったかのように、同装置は放射線の影響か、あるいは宇宙ステーションの太陽電池パネルの故障による停電を4回も経験したとフェルナンデス氏は言う。

将来の長期宇宙ミッションでは、ソフトウェアの微調整に加え、鉛、水、あるいは新しい種類のセラミックや複合材料を使った何らかの追加シールドが必要になるかもしれない。しかし、1年間にわたる実験は、ソフトウェアとハードウェアの設計者に膨大なデータをもたらし、検討材料となった。「私たちはそれを調査し、代替案を検討するつもりです」とフェルナンデス氏は述べた。

1年間に及ぶテストが完了した今、このコンピューターの最初の任務は、膨大な計算量を必要とするNASAの降下・着陸ソフトウェアのテストとなる。このコンピューターは来年3月に予定されている帰還までISSに留まる。

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