我們如何將 Amazon Snowcone 送入軌道

亞馬遜雲開發者發表於2023-05-05

我從 4 或 5 歲起就一直是太空旅行和美國太空計劃的粉絲。我記得讀過關於水星雙子星座計劃的文章,興奮地看著鷹號登月艙降落在月球上。

如今,隨著每次發射到達近地軌道 (LEO) 的成本似乎都在不斷下降,因此有比以往任何時候都要更多的機會,來突破我們已知的界限,進行越來越大膽的實驗併產生大量的原始資料。當今的實驗可以使用更多型別的感測器,每種感測器都以更高的解析度和更高的取樣頻率收集資料,使情況變得更加有趣。處理如此龐大的資料是一個巨大的挑戰。NASA 的跟蹤和資料中繼衛星 (TDRS) 系列的頻寬有限,必須在越來越多的任務中公平共享。雖然延遲對近地軌道而言幾乎可以忽略不計,但在從月球、火星或太陽系以外的地方傳送資料時,延遲卻成為要考慮的因素。

當我們開始考慮將硬體送入太空時,又出現了一系列挑戰。硬體必須儘可能輕,以最大限度地降低發射的成本。但是,它還必須足夠耐用,能夠承受發射過程中的極端振動和重力,並能在進入軌道後,在微重力環境中發揮作用。進入軌道後,硬體必須能夠安全地連線到主航天器的電力、冷卻和網路系統。

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國際空間站上的 Amazon Snowcone 正如您可能讀到過的那樣,我們最近向國際空間站傳送了一塊 Amazon Snowcone 固態硬碟。由於 Amazon Prime 目前不向國際空間站發貨,因此作為首個 Axiom 太空任務 (Ax-1) 的一部分,Snowcone 將搭載 Falcon 9 火箭執行。作為這項任務的一部分,由四名私人宇航員進行了為期 17 天的實驗並進行了技術演示,環繞地球進行了 240 次旅行。

Snowcone 專為執行邊緣計算工作負載而設計,所有工作負載均受多層加密保護。在本地收集和處理資料後,通常會將裝置運回 Amazon,以便處理後的資料可以儲存在雲中並進一步處理。或者,也可以使用 Amazon DataSync 將資料從 Snowcone 裝置複製回 Amazon。

在硬體方面,Snowcone 體積小、重量輕,而且非常堅固。憑藉 2 個CPU、4 GB 記憶體和 14 TB 的 SSD 儲存,它可以進行大量的本地處理和儲存,使其成為 Ax-1 任務的理想選擇。

為旅程做準備 為了準備太空之旅,來自 Amazon、NASA 和 Axiom Space 的團隊合作了七個月,對 Snowcone 進行了為期七個月的測試和驗證。驗證過程包括嚴格的安全審查、詳細的熱分析和測試,以幫助確保該裝置在發射和飛行到國際空間站時都能經受住振動。Snowcone 沒有經過改裝,但最終還是用 Kapton 膠帶包裹起來,以提供更好的電氣和熱保護。

在軟體方面,Amazon 機器學習解決方案實驗室與 Axiom 密切合作,開發了一個複雜的機器學習模型,該模型將檢查在國際空間站上拍攝的照片,以幫助改善工作人員在未來 Axiom 任務中的體驗。這些照片使用機載尼康攝像機拍攝,儲存在國際空間站的網路附加儲存 (NAS) 中,然後透過聯合站區域網從 NAS 傳輸到 Snowcone。照片存放在 Snowcone 上後,模型就能在三秒鐘內返回結果。

登上國際空間站 Snowcone 啟動並執行後,集體團隊進行了一些初步測試,但遇到了一些問題。例如,照片儲存在 NAS 上,副檔名為大寫,但 Snowcone 上的程式碼正在尋找小寫字母。幸運的是,基於地球的團隊能夠透過 SSH 連線到裝置,以便進行一些遠端診斷和重新配置。

任務期間提供了更新的機器學習模型。該團隊能夠將大型 (30 GB) 的 AMI 上傳到 Snowcone,並輕鬆地將該模型投入生產。

Snowcone 仍在國際空間站上,並能在 2022 年底之前進行其他實驗。如果您是研究人員、學生或組織的一員,有興趣進行涉及在國際空間站遠端處理資料的實驗,則可以透過 Snowcone-Inquiry@axiomspace.com 表達您的興趣。醫學研究人員會對有趣的用例感興趣。在國際空間站上進行的許多醫學測量和實驗產生的資料目前必須下載到地球進行處理和分析。在軌道上處理這些步驟可以將端到端的下載和分析時間從 20 小時縮短到僅需 20 分鐘,從而有可能將允許進行的實驗數量增加 60 倍。

成功 無修改空間,實驗表明,將雲端計算擴充套件到最終前沿是可能的。

基於地球的團隊能夠與軌道上的 Snowcone 進行遠端通訊,以便發射、測試和更新模型。然後,他們將證明他們能夠根據需要重複這個過程,處理來自機載研究實驗的照片,並最大限度地利用空間站和地球之間可用的有限頻寬。

總而言之,該實驗被認為是成功的,在我們發現並解決了將 Amazon 硬體送入太空以滿足客戶需求時出現的挑戰時,學到了很多東西。

檢視適用於航空航天和衛星的 Amazon,詳細瞭解我們如何在客戶和合作夥伴探索最終前沿時為他們提供支援。如果您準備好在太空或自己的地球任務上部署 Snowcone,我們已做好準備、願意並且能夠與您合作!

Jeff

文章來源:https://dev.amazoncloud.cn/column/article/63099ff7e0f88a79bcf...

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