Memproses data… di luar angkasa: AWS menggerakkan payload satelit observasi Bumi

Amazon Web Services (AWS) mengklaim telah memberikan yang pertama dalam mengoperasikan rangkaian perangkat lunak pembelajaran mesin yang berjalan pada satelit di orbit, sebagai testbed bagi orang lain untuk mengumpulkan dan menganalisis data secara langsung di satelit yang mengorbit menggunakan cloud-nya.

Eksperimen tersebut, yang dilakukan selama 10 bulan terakhir di orbit rendah Bumi, melibatkan penggunaan model pembelajaran mesin (ML) AWS untuk mempelajari citra satelit secara waktu nyata, dengan AWS IoT Greengrass menyediakan manajemen cloud dan layanan analitik.

Diumumkan di raksasa awan AWS ulang: Ciptakan 2022 konferensi, sistem satelit dapat memungkinkan pelanggan untuk memeriksa volume besar data satelit mentah di orbit, dan hanya men-downlink gambar yang paling berguna untuk penyimpanan dan analisis lebih lanjut, kata AWS. Ini akan menurunkan biaya dan memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih tepat waktu, klaimnya.

“Menggunakan perangkat lunak AWS untuk melakukan analisis data real-time di atas satelit yang mengorbit, dan mengirimkan analisis tersebut langsung ke pembuat keputusan melalui cloud, merupakan perubahan pasti dalam pendekatan manajemen data ruang angkasa yang ada. Hal ini juga membantu mendorong batasan dari apa yang kami yakini dapat dilakukan untuk pengoperasian satelit,” ujar VP AWS Max Peterson.

Untuk percobaan, AWS mengatakan bekerja dengan D-Orbit dan Unibap.

D-Orbit beroperasi di “industri layanan logistik dan transportasi luar angkasa,” dan proyek tersebut menggunakan salah satu satelit ION-nya untuk membawa perangkat keras untuk eksperimen di orbit AWS. Perangkat keras itu sendiri terdiri dari muatan pemrosesan yang memenuhi syarat ruang yang dibangun oleh Unibap, sebuah perusahaan teknologi Swedia yang berspesialisasi dalam sistem komputer yang dibawa ruang angkasa.

ION Satellite Carrier SCV004, kendaraan pemindah orbit yang digunakan dalam percobaan, sebelum diluncurkan. Foto milik D-Orbit

Menurut AWS, tim bekerja untuk membangun prototipe perangkat lunak yang akan menyertakan alat yang telah mereka identifikasi bersama sebagai penting untuk misi pengamatan Bumi, dan ini termasuk model ML dan AWS IoT Greengrass, waktu proses edge yang dikelola cloud perusahaan.

Perangkat keras komputasi adalah milik Unibap iX5-100 SpaceCloud "komputer infrastruktur." Ini menampilkan inti pemrosesan berdasarkan prosesor tertanam AMD G-series dengan hingga 4 inti CPU dan GPU Radeon terintegrasi, memori DDR2.5 3GB, dan FPGA dari keluarga Microsemi SmartFusion2.

FPGA tampaknya digunakan untuk mengimplementasikan prosesor ARM Cortex-M3 yang menjalankan FreeRTOS yang digunakan untuk memantau sistem, sedangkan chip AMD biasanya menjalankan versi Linux seperti Lubuntu.

Menurut Unibap, iX5-100 memiliki antarmuka untuk pembacaan sensor dan downlink telemetri payload, plus penyimpanan SSD lokal. Sistem ini juga telah divalidasi dengan radio S- dan X-band.

Komputasi di sini hampir tidak canggih: chip G-series didasarkan pada core Jaguar AMD, yang diperkenalkan sekitar satu dekade lalu, tetapi stabilitas merupakan pertimbangan utama dengan aplikasi yang disematkan.

Sepanjang percobaan, tim menerapkan berbagai model ML ke data sensor satelit untuk mengidentifikasi objek tertentu di langit, seperti awan dan asap dari api, serta objek permukaan termasuk bangunan dan kapal, kata AWS.

Tim yang mengawasi proyek menghasilkan beberapa perbaikan teknis untuk membantu mengoperasikan muatan orbit lebih efektif, menurut perusahaan. Mereka mengembangkan cara untuk memecah citra satelit besar menjadi file data yang lebih kecil, menggunakan layanan AWS AI dan ML untuk mengurangi ukurannya hingga 42 persen, yang diklaim memungkinkan inferensi waktu nyata di orbit.

Mereka juga mengaktifkan pergerakan data dua arah melalui beberapa kontak stasiun bumi dengan mengatur proxy TCP/IP yang andal antara satelit dan AWS Cloud. Ini mempermudah kru darat untuk mengelola transfer file, menghilangkan kebutuhan untuk memproses downlink secara manual melalui beberapa kontak, kata AWS.

Perlu dicatat bahwa AWS sudah memilikinya sendiri Stasiun Bumi AWS layanan, dibuat untuk memberi operator satelit kemampuan untuk mengontrol satelit dan mengunduh data tanpa harus membangun dan memelihara infrastruktur mereka sendiri.

AWS mengatakan bahwa satelit tetap berada di luar angkasa, tetapi bersama dengan Unibap dan D-Orbit, telah menggunakan perangkat keras eksperimen yang dibawa ke luar angkasa untuk menguji kemampuan baru di luar tujuan pengujian awal. Ini termasuk teknik lain untuk memproses data mentah di orbit dan metode pengiriman data yang lebih baik. ®