Я давным давно хотел написать лонгрид из трех постов про переобувальщиков разработчиков космических датацентров Starcloud. Вначале мы рассмотрим орбитальные параметры миссии, а затем параметры системы связи и прочих важных систем КА.

Изначала посмотрим на описание миссии. Как я говорил в видео большинство реальных проектов датацентров в космосе это remote edge compute, при этом заточенный под определённый режим работы и это конечно же ДЗЗ (дистанционное зондирование земли), так как ни generic compute, ни обучение ML, ни инференс пока никому особо не нужны, только если нет цели бустануть акции перед IPO.

Собственно, в официальной заявке именно это и написано

in-orbit edge computing satellite network that will support in-orbit processing earth observation data from Earth imaging systems

Весьма экстравагантно ими объяснена идея эдж компьюта

более эффективное использование частотного спектра за счёт более редкого включения даунлинка

Простите за англицизмы, перевод связистского на русский имеется, хотя понятно дело не то чтобы кто-то думает в данном случае о частотах, так как критична доставка на Землю информации не в виде сырых данных, а о конкретных событиях или их отсутствии.

При этом важно понимать, что сейчас сделать тот же детект изменений на ДЗЗ или обнаружение объектов можно так то сделать прямо на КА даже без каких-либо орбитальных датацентров на ОДНОЙ NPU микросхеме на том же YOLO по мануалу, при этом ну очень задёшево, так как специализированные нейронки стали легковеснее, ровно как и выросла производительность железа, заточенного именно под их обработку. И это не говоря о всяких Jetson Orin или Jetson Nano. Пример NPU платы в галерее.

Как будто бы ИИ модуль Спутникса для их конструктора Орбикрафт тоже сделан на RockChip если смотреть по виду сбоку, но это не точно :).

Итого, запланированная длительность миссии 11 месяцев и она состоит из следующих этапов:
1. Отделение на орбите выведения 515 км, месяц на проверку работоспособности основных систем и снижение с использованием 2-х моих любимых йодных ионных двигателей до рабочей круговой орбиты 325 км с наклонением 45 градусов. При этом весь этап занятия целевой орбиты должен завершиться за 6 месяцев. Фото в процессе отделения и двигателей я положил в галерею.
2. Выполнение основных задач на целевой нагрузке (а их на самом деле 2, а не только видео-карта, про которую только все и говорят) в течении двух месяцев, что довольно мало, учитывая сколько времени длится спуск на целевую орбиту.
При этом в документации прямо сказано, что эта орбита выбрана, чтоб было меньше таких радиационных эффектов как

TID total ionizing dose

и

SEU single-event upset
SEL single-event latch

от захваченных радиационным поясами частиц.

3. выдача импульса на остатках йода и пассивное сведение с орбиты
4. RIP

Из интересного, в целях экономии топлива на работающих двигателях за 2.5 месяца орбита изначала становится эллиптической с апогеем 490 и перигеем 360, далее эллиптическая орбита сохраняется месяц на проверку систем уже без работы двигателя, а ещё через 2 месяца ионной тяги и с запасом топлива около 290 граммов йода орбита окончательно скругляется. На основной орбите начинается выполнение целевых задач , где двигатель используется для её поддержания.

Если тут есть баллистики - расскажите почему эллипс экономит топливо - моя гипотеза, что аэродинамическое сопротивление начинает работать на перигее.

Помесячную схему орбитальных манёвров и динамики потребления топлива я приложил.

При этом на КА есть второй двигатель-бэкап и, на самом деле, суммарная масса топлива 0,96 кг твёрдого йода, так что резервирование есть даже на таком малом КА!

Итого общая длительность миссии 11 месяцев, т.е. по-факту на плотную работу в реальности будет 6-7 месяцев, а не 2, как официально написано.

Подписывайся на канал Banya&Bites

#space #датацентр #космос #starcloud #лонгрид #баллистика #двигатель #thruster #ai #ии #ml

В посте мы начали обсуждать орбиту КА, но при этом очень важно понимать систему связи, которая, как мне кажется, очень интересно устроена для такого маленького КА.

У КА 5 радиосистем:
1. S-диапазона Земля-Космос, антеннами которого аппарат усыпан как ёлка - я их показал красным текстом и спасибо добрым людям, которые помогли их идентифицировать
2. UHF Космос-Земля, который я не нашёл - если на фото обнаружите, буду благодарен
3. Самое интересное, что есть L-диапазон для связи Космос-Космос, при этом с системой Iridium в качестве ретранслятора в двух режимах (гарантированные IOT короткие сообщения sdb со скоростью ПРИСТЁГИВАЕМСЯ 2.4 КБит/с и сообщениями Терминал-Сеть 340 байт, Сеть-Терминал 270 байт + среднескоростной канал certus ), что подтверждает мою мысль о том, что самое важное это сетевая доступность, а не датацентры в космосе. Даже малютки SDB это уже прекрасно для целёвки.
4. X-диапазон для того самого SDR (software defined radio), который является второй загадочной полезной нагрузкой, ровно как и видео-карта. При этом, как будто бы, исходя из заявки, его включение не планируется.
5. приемник ГНСС, который я тоже обвёл

Так как компания это очень маленький стартап (с очень мощно раздутым хайпом), то они работают с радио в формате GaaS (groud segment as a service) и полагаются на сеть Leaf space в Италии (Ломаззо, Вимеркате), Португалии (Санта-Мария) и Болгарии (Каспичан) и RBC в Южной Африке (Претория), что опять таки интересно, так как компания американская, но в целом то американский континент в обслуживании не задействован вообще, ну или там работа идёт исключительно через Iridium, а большинство станций в Европе. Фото антенны Leaf space в Болгарии в галерее - оцените размер яг! Я б больше ожидал бы, что Starcloud б использовали AWS Ground station, так как у них есть антенны и в Америке и в Африке и в Европе. Карту (правда, от 2021 года - для понимания как давно AWS в космосе) я приложил. Возможно, сейчас антенн больше, но код для их вывода мне лень запускать. Потом...

При этом у аппарата очень интересный модуль для связи с Иридиумом из 4 низкоскоростных модемов для sbd сообщений Iridium 9663 мини-размера 31х29х8 и один среднескоростной модем Iridium Certus 9770 - по понятиям Иридиума аж со скоростью 22 КБит на приём, а на передачу 88 КБит - просто оцените разницу по сравнению с Kepler, который выдаёт 2 ГБИТ (2500 МБит если быть точным) в секунду, при этом через стандартный TCP/IP!!! Соответственно, среднескоростной это желтый, низкоскоростные - синие на схеме в галерее. Конструктивно модемы объединены в модуль, называемый cEDGE, который предоставляет компания Aptos. При этом сам модем весьма интересно задуман и про него я точно сделаю отдельный пост. При этом интересно, что и на сайте и в заявке видно, что антенна среднескоростного модема смотрит вниз (в галерее красивый рендер от Aptos и убогий низкокачественный для FCC, но с лучами), но если посмотреть на фото с технологической камеры, где вид на землю, да и просто на вид сбоку, то видно, что антенна так то перпендикулярна модему, ровно как сам корпус это ровный алюминий без всяких упоротых рёбер гравировки как на рендере.

Ну и, кстати, хоть и не в тему поста, но это очень правильный концепт - позволять другим делать на базе своих модемов антенные системы и решения. Думаю, "Бюро-1440", когда пойдёт в тему ISL (ISL - intersatellite link), точно получит профит от такой умеренной, но всё же открытости. А оно пойдёт - искусственно создаваемые монополисты всегда так делают. Помяните эти слова через 3-5 лет.

Продолжение в следующем посте, но с ним я всё же подожду. Ну очень много информации и так....

Подписывайся на канал Banya&Bites

#space #датацентр #космос #starcloud #лонгрид #связь