In T min 8, 760 uur, of ongeveer een jaar, de Space Test Program-Houston 6 (STP-H6) hybride en herconfigureerbare supercomputer in de ruimte zal aan boord gaan van het internationale ruimtestation. De nieuwste missie naar het ISS met onderzoek en technologie van het NSF Center for Space van de Universiteit van Pittsburgh, Hoge performantie, en Resilient Computing (SHREC) zal een ongekende hoeveelheid rekenkracht in de ruimte brengen en onschatbare onderzoeksmogelijkheden brengen vanaf het grondstation op de Oakland-campus van Pitt.

"Computer engineering voor de ruimte is de ultieme uitdaging, " zegt Alan George, SHREC-oprichter en de Mickle Chair Professor of Electrical and Computer Engineering (ECE) aan Pitt's Swanson School of Engineering. "Ruimtecomputing is een belangrijke uitdaging geworden in alle ruimtevaartuigen, aangezien teledetectie en autonome operatie de belangrijkste doelen van ruimtevaartuigen zijn en beide vereisen high-performance computing." Dit nieuwe missie-experiment is het werk van een uitstekend team van afgestudeerde en niet-gegradueerde studenten die studeren aan Pitt, onder leiding van Chris Wilson.

Eerder dit jaar, het Pitt-systeem voor STP-H6 voltooide zijn 1, 400 mijl lange reis over de aarde vanaf NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md. naar NASA Johnson Space Flight Center in Houston. De volgende veel kortere reis is gepland voor februari 2019, wanneer het 240 mijl hemelwaarts zal reizen van NASA Kennedy naar het ISS. De nieuwe supercomputer in de ruimte is bijna drie keer krachtiger dan zijn voorganger die vorig jaar werd gelanceerd en bevat dubbele camera's met hoge resolutie die 2,5K bij 2K pixelbeelden van de aarde kunnen maken.

"Ons nieuwe systeem heeft een soortgelijk doel om in de ruimte te presteren en ons nieuwe soort ruimtecomputer te evalueren met een ongekende combinatie van hoge prestaties en betrouwbaarheid met een laag stroomverbruik, maat, gewicht, en kosten, " Dr. George legt uit. "Het grote verschil is dat ons STP-H6-systeem krachtiger is in reken- en detectiemogelijkheden en misschien wel het snelste computersysteem dat ooit in de ruimte is ingezet."

Het nieuwe systeem voor STP-H6 doorstond extreme omgevingstests bij NASA Goddard en voltooide onlangs de eerste integratie en tests bij NASA Johnson. Het blijft een jaar bij NASA voor integratie en verificatie. Als alle systemen weg zijn, STP-H6 zal met een SpaceX-raket naar het ISS reizen, het is de tweede keer dat Pitt een lading op SpaceX-technologie heeft gehad.

"We denken dat het een perfecte match is, aangezien SpaceX een industrieleider is in draagraketten en SHREC de toonaangevende academische groep is op het gebied van ruimtecomputing, " zegt dr. George.

Een andere primeur voor SHREC is de samenwerking met de Swanson School of Engineering's Department of Mechanical Engineering and Materials Science (MEMS). Universitair docent Dave Schmidt en Matthew Barry leidden de bijdragen van de MEMS-afdeling door het systeemchassis te ontwerpen en te verifiëren om te voldoen aan de eisen van STP-H6.

"Dr. Schmidt werkte aan het mechanisch ontwerp en de validatie van het systeem, zodat het paste bij de nieuwe toevoegingen aan de H6, en ik werkte aan thermische modellering, zodat het systeem de capaciteit had om warmte van de elektronica binnenin af te voeren, " zegt Dr. Barry. "Een uitstekende groep vrijwillige studenten was volledig betrokken en toegewijd om ervoor te zorgen dat het project slaagde."

Dr. George bedoelde academische, industrieel, en gouvernementele samenwerkingen zoals die tussen de ECE- en MEMS-afdelingen toen hij het NSF Center for High-Performance Reconfigurable Computing (CHREC) van de Universiteit van Florida naar Pitt bracht in 2017 en het later reorganiseerde als SHREC. Het is de eerste interdepartementale samenwerking op een ruimtemissie in de geschiedenis van de Swanson School.

"Ons eerste ISS-experiment richt zich volledig op R&D-onderwerpen in computer- en elektrotechniek, dus het werd volledig afgehandeld in SHREC en ECE. Echter, onze tweede missie bracht extra uitdagingen met zich mee op het gebied van mechanisch ontwerp, thermische analyse, en veiligheidsanalyse - uitdagingen die wij als elektrotechnische en computeringenieurs niet alleen aan konden - dus namen we contact op met collega's van de afdeling werktuigbouwkunde, " zegt dr. George.

De volledige naam van de nieuwe lading is de STP-H6/SSIVP of het Space Test Program - Houston 6, Spacecraft Supercomputing voor beeld- en videoverwerking. Zijn voorganger op STP-H5 is de CHREC Space Processor of STP-H5/CSP. Het H5-systeem blijft in het ISS, afzonderlijk en samen met het H6-systeem werken aan een dynamische reeks ruimtetechnologie-experimenten.

"Na een jaar in de ruimte, het H5-systeem blijkt zeer succesvol in de ruwe omgeving van de ruimte, en onderzoekers gebruiken het als een sandbox voor een groeiende lijst met experimenten die zijn geüpload vanaf de Pitt-campus. Wanneer een nieuwe technologie in de ruimte wordt ingezet, de eerste en grootste vraag is of het daar goed zal werken, en de onze blijft indruk maken, " zegt dr. George.