“En 2040 las aplicaciones espaciales que busquen soluciones en el planeta requerirán centros de datos para el internet interplanetario”

Los datos generados por las agencias espaciales requerirán inversiones en infraestructura tanto en la Tierra como en el espacio, la Luna y Marte

28 April 2017 por José Ignacio Castillo Velázquez y Raoul Velasco, IEEE Senior Members

Los centros de observación de la tierra, los centros de vigilancia del calentamiento global y las ciudades inteligentes son ejemplos de áreas que se están beneficiando de los centros de datos de ciencia espacial de las agencias espaciales, junto con la internet interplanetaria y la red interplanetaria wifi del espacio profundo.

Se requerirán soluciones especiales y estándares para los centros de datos que en un futuro no lejano estarán en Marte, la Luna y el espacio; particularmente para aquellos en el espacio, habrá que resolver algunos aspectos relacionados con el impacto de la radiación sobre los equipos electrónicos, pero no habrá mucha diferencia entre los satélites y centros de datos en el espacio.

 

La proliferación de las agencias espaciales y sus necesidades “big data”

Actualmente hay más de 46 agencias espaciales en el mundo, pero sólo los 24 países con más recursos son los que están asociados a las reuniones de la IAA (International Academy of Astronautics).

América Latina cuenta con 10 agencias espaciales (Argentina, Brasil, Perú, Chile, Colombia, Venezuela, Bolivia, México, Ecuador y Paraguay), en algunos casos incluso aquellos países con profundos problemas económicos, sin embargo, tales países son conscientes de la importancia de la exploración espacial.

Desde el año 2000 el fenómeno de la externalización se ha extendido en todo el mundo en prácticamente todas las actividades humanas, lo que conocemos como “todo como un servicio” (XaaS o Everything as a Service). Incluso las actividades espaciales se están externalizando, por ejemplo, la NASA de EEUU empleará los servicios de las empresas Boeing y Space X con la finalidad de reactivar este año de 2017 su programa espacial, el cual fue puesto en pausa en 2011.

Las aplicaciones espaciales están llamando la atención entre otras para observar el clima global que está dejando vulnerables a más de 4 millones de habitantes en el planeta, y así como el desarrollo del internet interplanetario, proyecto iniciado en 2010. Cualquier aplicación espacial generada por las agencias espaciales está produciendo grandes cantidades de datos a las que llamamos big data, lo cual requerirá de inversiones en infraestructura tanto en la Tierra como en el espacio, la Luna y Marte.

 

Centros de datos en la Tierra para aplicaciones espaciales

Toda la información que proviene de las aplicaciones relacionadas con el espacio y los centros espaciales alrededor del mundo se concentra en centros de datos. Por ejemplo, se requiere registrar la información de más de 2.900 objetos en el espacio, pero también un inventario de la basura espacial que cae a la Tierra cada año, según estima la ESA (European Space Agency). Considérense también los centros de datos para los centros espaciales de EEUU, Rusia, China, Japón, Francia y Alemania, además de aquellos en Corea del Sur e India, tales como el CDPS (Central Data Processing System) en el NARO Space Center en Corea del Sur y por su parte, en la India, en el ISSDC (Indian Space Science Data Center) ubicado en la red del espacio profundo de la India en Bangalore, cuyas instalaciones son mostradas parcialmente en la figura 1.

 

 

Fig. 1. Centro de datos de la ciencia espacial india de la organización de investigación del espacio indio ISRO (Indian Space Research Organization-1969)

 

Centros de datos en la Tierra para aplicaciones del clima global

El seguimiento del calentamiento global usando los centros de observación de la Tierra propios o bajo servicios externalizados tiene por finalidad monitorear el impacto de los desastres naturales y poder dirigir los servicios de respuesta a emergencias donde se necesite.

En su más reciente entrega, la Organización Meteorológica Mundial (WMO-World Meteorological Organization) y el Observatorio del Clima Mundial (WWW-World Weather Watch) con base en sus 1.000 estaciones a nivel superficie de la Tierra liberaron el reporte “Estado del sistema de observación global para el clima (GCOS-195)”, mismo que enviaron a la Conferencia para el Cambio Climático de las Naciones Unidas y CoP 21 del pasado diciembre de 2015 en París, Francia.

Cabe considerar que el GCOS consideró 50 variables climáticas esenciales, pero 26 de tales se pueden medir desde el espacio, el tema es delicado ya que una elevación del 3% en la temperatura planetaria equivaldría a una despoblación del 50%. Por la misma razón están en negociaciones de coordinación la WMO, WWW, GCOS, UNOOSA (United Nations Office for Outer Space Affairs), GEO (Group on Earth Observation) y el CEOS (Committee on Earth Observation Satellites) para coadyuvar a reducir la vulnerabilidad del planeta proveyendo información.

De manera similar se busca tener la información disponible en los centros nacionales de prevención de desastres de modo que permita predecir desastres naturales para las ciudades inteligentes que utilizan TICs y que están en efervescencia desde esta segunda década del siglo XXI.

 

Centros de datos de gran altitud, y en el espacio, como parte del internet interplanetario

En 2003 se lanzó el proyecto Internet Interplanetario y sucedieron dos eventos: por un lado, se probó la conectividad entre la Tierra y Marte a 622Mbps y por el otro lado se probó el router “CLEO” de Cisco.

En el año 2009 se lanzó el programa Cisco IRIS (Internet Routing in Space), con un router Cisco 18400 Space-Router, el cual fue un router IP tolerante a la radiación. Desde 2010 esta tecnología provee de internet a la Estación Espacial Internacional y constituirá la infraestructura “backbone” de red para el sistema solar en este siglo para comunicar a la Tierra con Marte.

En el año 2015 proliferaron las pruebas de pequeños centros de datos, similares a los ofrecidos en formato de contenedor, a distintas profundidades en el océano, donde uno de los casos más sonados y publicitados fue el de Microsoft. Sólo faltan pruebas en gran altitud donde la radiación es alta como en el telescopio indicado en la figura 2, y para el espacio se prevén centros de datos para antes de 2040, razón por la cual también se requerirán de estándares especializados para tales centros de datos de aplicaciones espaciales con impacto en el planeta.

 

Fig 2. Autores 1º y 4º de izquierda a derecha, en visita al Gran Telescopio Milimétrico a 4,600 msnm en Puebla México

 

En aquellos lugares de gran altura donde se corren experimentos científicos internacionales de alta envergadura, dado el gran volumen de datos, se requiere de centros de datos tolerantes a radiación.

A principios de siglo con el “boom” de la computación en la nube discutíamos en reuniones de IEEE sobre ideas que sólo tardaron a lo más una década en cristalizarse y llevarse al terreno comercial. En la década pasada, cuando se plantearon los centros de datos pequeños tipo modular del tamaño de contenedores la idea parecía descabellada para muchos, hoy cientos de compañías lo ofrecen.

Después cuando discutíamos la idea de centros de datos pequeños tipo encapsulados para probarse dentro del mar para mejorar la refrigeración también pareció una idea descabellada para muchos, hasta que Microsoft publicitó excelentes resultados en sus pruebas, y en breve será una realidad comercial; y de la misma manera que hoy la carga útil de satélites es diversa, en no más de una década será inaplazable contar con centros de datos en el espacio, los cuales no diferirán en mucho de cómo se ven los satélites actuales, a la par de cómo se va desarrollando el internet de siguiente generación, con base en las redes tolerantes a retardos (DTN-Delay-Tolerant Networks).

 

Autores del artículo:

José Ignacio Castillo Velázquez (IEEE Senior Member)

Advanced Networking Laboratory - Universidad Autónoma de la Ciudad de México / Consultor y Profesor de DCPro, DatacenterDynamics.

Raoul Velasco (IEEE Senior Member)
Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture- Université Grenoble Alpes, Francia.

 

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