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A nova era espacial promete um futuro não tão distante, onde os humanos exploram e aproveitam os vastos recursos do espaço. Mas não é preciso imaginar robôs construindo centros de dados na lua (confira a Parte I desta série) ou a colonização humana de Marte. Muitas aplicações espaciais são mais uma evolução axiomática do que já está acontecendo no espaço, particularmente na órbita baixa da Terra.
Nuvens em órbita
Juntamente com a comercialização do espaço, o custo de lançamento caiu drasticamente e os pequenos satélites proliferaram. Mais e mais dados estão sendo gerados na órbita baixa da Terra com casos de uso que vão desde o monitoramento da mudança climática até a previsão de cadeias de suprimentos ou detecção vazamentos de gasoduto.
No entanto, apesar do aumento vertiginoso dos dados espaciais, quase todos eles são armazenados e processados na Terra.
Avi Shabtai, CEO da Ramon.Space, uma empresa que desenvolve tecnologia de computação resiliente ao espaço para trazer a computação semelhante à da Terra para o espaço, compara o modelo de dados atual ao filme analógico. “É como câmeras de 35 mm, onde você tira uma imagem, armazena e depois vai até a loja e espera para revelá-la”, disse ele. “Os satélites de hoje primeiro devem passar por uma estação terrestre para enviar as informações à Terra. Então, alguém tem que recuperar esses dados e só então começar a analisá-los. Pode levar duas horas, dois dias ou duas semanas.”
Algumas empresas reduziram o prazo de insights para apenas algumas horas implantando uma enorme frota de satélites ao lado de um amplo segmento terrestre global. Mas, de acordo com Shabtai, muitos dos dados não precisam ser transmitidos para a Terra. “Noventa e nove por cento das imagens de satélite do oceano serão de águas vazias”, disse ele. Eles não têm valor para aqueles que rastreiam movimentos de navios, mudanças glaciais ou migrações de baleias.
Para resolver esse problema, a Ramon.Space está construindo os recursos de armazenamento e computação para permitir a análise em órbita. A computação em órbita poderia analisar imagens de satélite no espaço, enviando apenas os resultados para a Terra. Esse modelo pode fornecer informações críticas quase em tempo real (potencialmente salvando vidas ao detectar algo como um vazamento de gás) e aliviar a comunicação congestionada com as estações terrestres, que já está limitada.
Mas há mais do que isso. Estabelecer infraestrutura de armazenamento e computação em órbita abriria possibilidades para novos aplicativos de dados espaciais.
Para Shabtai, esta é uma evolução em direção à computação em órbita que ele vê como intuitiva, simplesmente repetindo o que fizemos com a conectividade de fibra intercontinental na Terra e trazendo-a para o espaço. Embora claramente não seja possível conectar-se a satélites usando cabos de fibra ótica, Shabtai está otimista sobre o futuro de espaço livre de fibra óptica e como isso permitirá que os satélites movam dados entre eles, criando um anel de conectividade ao redor do nosso planeta com armazenamento significativo e junções de computação.
Uma economia de espaço
Se a atitude de “construir a infraestrutura e os aplicativos virão” de Shabtai soa semelhante à computação em nuvem e de borda, é porque é. “Não tenho certeza de qual será esse futuro aplicativo matador”, disse Shabtai, “mas, assim como o advento da nuvem, as pessoas terão ideias incríveis e veremos aplicativos espaciais impactando a vida na Terra”.
Todos os principais players de nuvem já lançaram programas de dados espaciais na esperança de capitalizar as hordas crescentes de satélites e as novas maneiras pelas quais as empresas estão aproveitando os dados de observação da Terra e os serviços de dados nascidos no espaço. Especialistas sugerem a maioria das empresas deve começar a explorar como os satélites de sensoriamento remoto podem informar uma melhor tomada de decisão.
No entanto, monetizar a economia espacial não é simples. “Para um caso de negócios para hardware no espaço, você precisa estar em órbita por um tempo relativamente longo”, disse Shabtai. “Você precisa voar em algum lugar na faixa de sete a 10 anos, então você precisa construir soluções tolerantes ao espaço.”
Shabtai refere-se aos desafios ambientais da radiação espacial e às flutuações extremas de temperatura em órbita. Tradicionalmente, a computação espacial era mantida mínima devido à sua volatilidade, e as técnicas de endurecimento por radiação exigiam ciclos longos e caros. Agora, as empresas estão usando cada vez mais componentes “Comercial Off the Shelf (COTS)” no espaço, geralmente produtos classificados para casos de uso automotivo ou industrialcom técnicas de redundância de hardware e software para proteção contra fenômenos adversos no espaço.
Ainda assim, para uma economia de dados nascida no espaço, Shabtai vê um meio-termo necessário na solução da Ramon.Space, combinando silício personalizado com técnicas de endurecimento por radiação virtual. Um COTS, por assim dizer, construído para o espaço.
“O objetivo é criar “Space Off the Shelf”, onde o trabalho duro está no design, não na fabricação”, disse ele.
Espaço fora da prateleira
Thomas Boone, tecnólogo sênior da Western Digital, está explorando um conceito semelhante para memórias de próxima geração. Um especialista em física de semicondutores em dispositivos optoeletrônicos, ele passou sua carreira desenvolvendo novas formas de armazenar dados.
Boone ingressou na indústria espacial por acaso. Enquanto trabalhava em uma empresa que desenvolvia dispositivos de memória magnética de acesso aleatório (MRAM), Boone foi convidado a fazer uma apresentação técnica em uma base militar. “Fui levado para uma sala com muitos cientistas, mas não fazia ideia do motivo de estar ali”, lembrou. Após a apresentação, ele contratou um projeto financiado pelo governo para apoiar o desenvolvimento de um computador espacial de alto desempenho.
Essa foi sua entrada inesperada no setor aeroespacial e ele nunca olhou para trás. Hoje na Western Digital, Boone está trabalhando no departamento de pesquisa, explorando novas aplicações de memória para o espaço.
“Dispositivos de armazenamento DRAM e flash usam elétrons para representar uns e zeros, tornando-os suscetíveis a partículas carregadas no espaço. [radiation]”, explicou Boone. “No entanto, todas as tecnologias de memória emergentes são intrinsecamente endurecidas por radiação porque não são baseadas em carga. A MRAM é armazenada em rotação magnética, a RAM resistiva usa filamentos e a RAM de mudança de fase também é semelhante, usando estruturas cristalinas.”
Boone vê uma oportunidade para essas memórias desempenharem um papel importante no futuro da infraestrutura de dados espaciais, combinando suas velocidades superiores e capacidade inata de impedir que os dados falsifiquem no espaço.
“Temos a capacidade de controlar essas memórias e projetá-las e codificá-las para dar suporte à aplicação espacial de um cliente”, disse Boone, “e nós [Western Digital] têm a capacidade de fabricação para pegar esse investimento inicial e criar um produto que se tornará uma mercadoria futura”.
Com a economia de espaço prevista para gerar mais de US$ 1 trilhão em 2040, todo mundo está de olho nos casos de uso do espaço. “A construção dessas novas memórias pode ajudar a abrir um novo mundo de aplicações e possibilidades no espaço”, disse Boone.
a próxima fronteira
Desde a época de Aristóteles, vivemos o aforismo “Ubi societas, ibi ius”, traduzido grosso modo: Onde há sociedade, há lei. No entanto, como Christopher Stott, CEO de uma empresa que está construindo o primeiro data center lunar (leia mais na Parte I) apontou: “Hoje, onde quer que haja pessoas, há dados”.
Com mais pessoas e tecnologia entrando no espaço, os data centers espaciais podem ser mais uma evolução necessária do que uma fantasia. Até lá, uma coisa é certa: o espaço é a próxima fronteira para os dados.
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