Am Montag um 12:31 Uhr Ortszeit (18:31 deutscher Zeit) startet vom Kennedy Space Center in Cape Canaveral eine „Falcon 9CR12“-Rakete, entwickelt vom Raumfahrtunternehmen Spacex des Tesla-Eigentümers Elon Musk. Diese bringt zusammen mit der Dragon-Kapsel auch einen Supercomputer von Hewlett Packard Enterprise (HPE) zur Internationalen Raumstation ISS. Mit dem sogenannten „Spaceborne-Computer“ („im All beförderter Rechner“) wollen HPE und die NASA den Einsatz eines handelsüblichen Supercomputers im Weltall testen. Ziel der Entwicklung ist, dass das System für ein Jahr unter Weltallbedingungen funktioniert, was ungefähr der Reisedauer zum Mars entspricht.

Viele der Berechnungen für Forschungsprojekte im Weltall werden nach wie vor auf der Erde durchgeführt, da die Rechenleistung vor Ort sehr limitiert ist, erläutert HPE. Das erzeuge Herausforderungen bei der Datenübertragung. Diese Vorgehensweise eigne sich für die Erkundung des Mondes oder in der Erdumlaufbahn, wo Astronauten nahezu in Echtzeit mit der Erde kommunizieren können. Sobald sie aber weiter entfernt sind und sich dem Mars nähern, würden die Kommunikationsverzögerungen immer eklatanter. So könne es bis zu 20 Minuten dauern, bis eine Kommunikation die Erde erreicht, und entsprechend weitere 20 Minuten, bis eine Antwort bei den Astronauten ankommt. Eine derart lange Latenzzeit macht die Erkundung am Boden zur Herausforderung – und zum Risiko, sobald die Astronauten mit einem kritischen Szenario konfrontiert sind, das sie nicht selbst bewältigen können.

Eine Reise zum Mars erfordert extrem leistungsfähige Rechner an Bord der Raumfahrzeuge, die in der Lage sind, für längere Zeiträume fehlerfrei zu laufen, betont man bei HPE. Dazu müsse man die Funktionsfähigkeit der Technik im Weltraum verbessern. Indem man einen Supercomputer ins Weltall schickt, unterneme man den ersten Schritt in diese Richtung. In den weiteren Phasen des Experiments will der Hersteller auch noch andere Technik, darunter Memory-Driven Computing, zur ISS senden.

Hochleistungsrechnen im Weltall
Der Spaceborne-Computer nutzt HPEs Apollo-40-Systeme mit einem Hochgeschwindigkeits-Interconnect und einem Linux-Betriebssystem. Die Hardware dieses Systems wurde für den Weltraum-Einsatz laut Herstellerangaben nicht verändert. Um den besonderen Umgebungs- und Einsatzbedingungen Rechnung zu tragen, habe man aber ein wassergekühltes Gehäuse für die Hardware und eine spezielle Systemsoftware entwickelt.

Denn im Weltraum, so HPE, machen beispielsweise Strahlung, Sonneneruptionen, subatomare Partikel, Mikro-Meteoriten, instabile Spannungsversorgung und irreguläre Kühlung dem System zu schaffen. Rechnersysteme gegen diese Einflüsse physisch zu härten, kostet Zeit, Geld und macht das System schwerer. Deshalb habe man einen Weg gesucht und gefunden, das System durch Software abzuhärten.

Die Systemsoftware steuert die Rechenleistung laut Bekunden des Herstellers auf der Basis aktueller Bedingungen und könne damit durch die Umgebung verursachte Fehler lindern. Damit habe das System die 146 Sicherheitstests und Zertifizierungen bestanden, die eine NASA-Zulassung erfordert.

Die Apollo-40-Systeme kommen laut HPE auf der Raumstation ISS mit spezieller Kühlung zum Einsatz. Bild: HPE

Die Apollo-40-Systeme kommen laut HPE auf der Raumstation ISS mit spezieller Kühlung zum Einsatz. Bild: HPE

Apollo basiert auf Technik von SGI. Durch die Akquisition von SGI im November 2016 hat HPE zugleich deren 30-jährige Partnerschaft mit der NASA übernommen. Im Laufe ihrer Zusammenarbeit haben die beiden Firmen zum Beispiel den Supercomputer „Columbia“ entwickelt, einem Cluster aus 10.240 Prozessoren, der im Jahr 2004 der zweitschnellste Supercomputer der Welt war. Der Spaceborne-Computer enthält laut HPE-Angaben Rechnerknoten derselben Bauart wie Pleiades, dem Haupt-Supercomputer der NASA, Nummer 9 auf der Top-500-Liste der schnellsten Supercomputer.

Weitere Informationen finden sich unter www.hpe.com.

Dr. Wilhelm Greiner ist freier Mitarbeiter der LANline.