A HPE anunciou o HPE Spaceborne Computer-4, um módulo de computação que executará inferência de IA e o que a HPE afirma serem os primeiros benchmarks de HPC na Lua. Equipado com SSDs KIOXIA, o módulo voará como carga útil no rover FLIP da Astrolabs, que será entregue pelo módulo de pouso Griffin-1 da Voyager Technologies próximo ao polo sul lunar. Com lançamento previsto para o final de 2026, esta missão faz parte da iniciativa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) da NASA, que visa levar cargas úteis científicas, de exploração e tecnológicas à Lua, fornecidas por empresas do setor privado.
O Dr. Mark Fernandez, da HPE, investigador principal do HPE Spaceborne Computer-2, segura uma maquete do HPE Spaceborne Computer-4. Todo o sistema está contido num chassis de alumínio com dimensões aproximadas de 249 mm por 132 mm por 26 mm.
A HPE nos convidou para um evento de imprensa nas instalações da Astrolab em Hawthorne, Califórnia. O evento incluiu um painel de uma hora com Francisco Cordova, COO do Laboratório Nacional da ISS; Scott Wiest, da HPE; Jaret Matthews, CEO da Astrolab; e Faraz Velani, da KIOXIA. Após o painel, fizemos uma visita guiada às instalações, incluindo o que se tornará o centro de controle da missão (equipado com sistemas HP Omen) e sua infraestrutura de TI, que utiliza o armazenamento HPE Alletra e o HPE Private Cloud PC3000.
Também tivemos a oportunidade de visitar a sala limpa e ver de perto o rover FLIP, que está a caminho da Lua. Aprendemos sobre o rover, sua missão e como o computador espacial HPE Spaceborne Computer-4 ajudará a processar os dados científicos dos instrumentos do FLIP localmente (que é uma maneira bem peculiar de descrever a superfície da Lua ).
Francisco Cordova, Faraz Velani, Scott Wiest e Jaret Matthews participam de um painel moderado por Norm Follett, da HPE, ao lado de uma maquete do FLIP.
Rover FLIP da Astrolab
O rover FLIP da Astrolab está em sua sala limpa, pronto para ser lançado no final de 2026. A peça plana vertical é a parte traseira do painel solar, que será implantado nessa posição, já que o FLIP funcionará no polo sul lunar, onde o Sol está sempre no horizonte durante o dia lunar.
Vamos começar com o FLIP, a Plataforma Flexível de Inovação Lunar. Trata-se de um veículo explorador lunar desenvolvido pela Astrolab. Ele conta com diversas cargas úteis científicas e, claro, o computador espacial HPE Spaceborne Computer-4. O veículo pousará no polo sul da Lua para fornecer pesquisas e dados para uma possível base lunar. O polo sul é de particular interesse porque as crateras ali presentes estão em escuridão perpétua e podem conter grandes quantidades de gelo de água, um recurso valioso para uma futura base lunar.
A característica mais marcante do FLIP são suas grandes rodas, projetadas pela Venturi, que permitirão que ele atravesse o difícil regolito lunar. Não consegui confirmar se elas foram inspiradas nas clássicas rodas raiadas da Cadillac, mas tenho minhas suspeitas. O FLIP tem como objetivo avaliar e aprimorar diversos componentes e subsistemas para o FLEX, o futuro rover da Astrolab, incluindo baterias de tamanho normal, pneus, sistemas de aviônica, sensores e software.
Computador espacial HPE-4: Aplicações de software e IA
As avaliações de software são onde o HPE Spaceborne Computer-4 entra em cena, com o objetivo de realizar o máximo possível de inferência e processamento de IA localmente (o "local" aqui se refere ao polo sul da Lua). A pilha de software roda em um contêiner em um sistema operacional baseado em Linux.
Para fins de avaliação comparativa, a HPE executará o High-Performance LINPACK (HPL) para avaliar o desempenho sustentado que o Spaceborne Computer-4 pode fornecer em um ambiente com recursos limitados, e o High-Performance Conjugate Gradient (HPCG) para avaliar as características de desempenho sob cargas de trabalho que exigem alto acesso à memória e padrões de comunicação. Esses testes comparativos ajudarão a caracterizar como o sistema executará cargas de trabalho em um ambiente lunar, fornecendo dados técnicos valiosos para futuras missões. Além disso, é muito interessante submeter um teste comparativo com a localização definida como "a Lua".
Haverá também algumas aplicações essenciais de IA, incluindo um LLM RAG (geração aumentada por recuperação) para demonstrar como um LLM pode integrar informações específicas da missão para obter insights mais contextuais na borda lunar (The Lunar Edge é um ótimo nome para uma banda). Isso também pode ser usado na Terra para pesquisar documentos de missão com muito texto de forma mais eficiente.
A HPE não é a única com cargas de trabalho no módulo. A NASA executará seu experimento Federated Learning for Unbounded and Intelligent Decentralization (FLUID), uma rede neural de IA treinada com dados da Terra, da Lua e da Estação Espacial Internacional, para demonstrar a coordenação de três modelos de IA distintos, juntamente com um teste LLM otimizado para busca e interpretação de documentos a bordo. O Silent Shield da Deloitte, um novo sistema de detecção de intrusões, fornecerá ciberanálise preditiva e detecção de anomalias em tempo quase real.
Na imagem, vemos alguns dos instrumentos do FLIP, incluindo um farol, um conjunto de câmeras, um LiDAR e um projetor de imagens. Também está incluído um emblema da bandeira americana que foi à Lua durante o programa Apollo.
O computador espacial HPE Spaceborne Computer-4 também avaliará a inferência visual do LLM. Essa carga de trabalho tem como objetivo analisar e interpretar os dados das diversas câmeras do rover. Realizar a inferência visual localmente permite que o sistema identifique ou interprete informações sem a necessidade de transmitir continuamente os dados visuais subjacentes para a Terra. Isso é especialmente útil considerando a localização do FLIP no polo sul da Lua, onde as taxas de transmissão de dados de volta para a Terra são bastante lentas.
Os dados LiDAR também serão processados para mapeamento, navegação e análise de terreno. Particularmente para a navegação, o processamento LiDAR é necessário para que o rover navegue com segurança na superfície lunar. Como uma viagem de ida e volta à Lua leva pelo menos 2.6 segundos à velocidade da luz, e mais tempo quando o processamento em solo é adicionado, o controle em tempo real do FLIP é impossível e, assim como os rovers de Marte, o FLIP deve navegar de forma autônoma.
Computador espacial HPE-4: Hardware e os desafios do espaço
Faraz Velani, da KIOXIA, está ao lado do Dr. Mark Fernandez, da HPE, que segura uma maquete do Spaceborne Computer-4. O módulo contém dois SSDs KIOXIA BG6 de 1 TB. (Foto cedida pela HPE).
Em termos de hardware, o Spaceborne Computer-4 é um módulo de computação projetado especificamente para atender às restrições exclusivas de um veículo lunar, como energia, calor e formato.
Para alimentação, o rover opera com 28 VCC e possui potência limitada disponível. O Spaceborne Computer-4 possui uma CPU e uma GPU de baixo consumo de uma empresa não divulgada, e armazenamento da KIOXIA, parceira de longa data dos sistemas Spaceborne. O armazenamento é um BG6 padrão da linha de armazenamento para clientes da KIOXIA, mas possui um recurso de limitação de energia ativado que restringe o uso a 5 W. Aparentemente, esse recurso está disponível na maioria dos drives da KIOXIA há muitos anos, mas ninguém na Terra (sem exagero) quer limitar o desempenho de um drive. No entanto, ele se mostrou perfeito para este caso de uso.
Para o gerenciamento térmico, o Computador Espacial-4 está alojado em um chassi de alumínio feito sob medida e integrado ao sistema de gerenciamento térmico do rover. De fato, parte do calor produzido pelo sistema pode ser utilizada para ajudar a manter o restante do rover aquecido, principalmente durante a noite lunar, quando as temperaturas da superfície caem para cerca de -280 °C e ainda mais baixas nas crateras polares sombreadas. O sistema não possui ventoinhas, pois, obviamente, não há ar na Lua. O chassi e seus componentes foram otimizados para o formato do rover e pesam apenas 2.6 kg.
O CEO da Astrolab, Jaret Matthews, mostra onde o FLIP será implantado no polo sul da Lua. As áreas sombreadas em azul são bacias de crateras que estão em escuridão perpétua e podem conter grandes quantidades de gelo de água.
Outra consideração importante para operações lunares é a exposição aos raios cósmicos. Aqui na Terra, nossa atmosfera absorve a maior parte dos raios cósmicos e partículas carregadas do Sol. Inversões de bits, ou eventos únicos (SEUs), acontecem, mas são muito raras aqui na Terra. Na Lua, o FLIP ocorre praticamente no espaço aberto, sem campo magnético ou atmosfera para proteger os componentes eletrônicos de bordo. Perguntei sobre blindagem de hardware e resistência espacial, e a resposta foi que, surpreendentemente, há muito pouco, se é que há algum, no Computador Espacial-4. Em conversas com a HPE, eles me falaram sobre a resistência espacial por meio de software. Existem dois discos rígidos KIOXIA espelhados, mas além disso, a resiliência vem do software que verifica e verifica novamente os dados. Isso sacrifica alguns ciclos de CPU, mas, em última análise, vale a pena para garantir a confiabilidade.
Conclusão
Computador espacial HPE Spaceborne Computer-2 a bordo da Estação Espacial Internacional (Foto da NASA).
O HPE Spaceborne Computer-4 é apenas o mais recente sistema que a HPE projetou especificamente para uso no espaço; o Spaceborne Computer-2 realiza trabalhos científicos a bordo da Estação Espacial Internacional há anos. Bill Hewlett e David Packard têm até mesmo uma história com o programa Apollo, e alguns dos primeiros produtos e instrumentos da HP foram usados nos primeiros satélites dos EUA no final da década de 1950. Será emocionante acompanhar essa implantação, e aguardo ansiosamente todas as descobertas científicas que o FLIP e o Spaceborne Computer-4 proporcionarão. Nos vemos nas estrelas!
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