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Un’immagine ripresa a milioni di chilometri di distanza deve attraversare una catena tecnologica estremamente complessa prima di arrivare sullo schermo di uno smartphone. Durante Artemis II, quella catena ha permesso di portare fino alla Terra video 4K degli astronauti in orbita attorno alla Luna, sfruttando un collegamento laser e un’infrastruttura cloud distribuita tra Australia e Stati Uniti.
Dietro le immagini viste da milioni di persone non c’è quindi soltanto la tecnologia installata sulla navicella Orion. Il percorso coinvolge anche il calcolo delle traiettorie, una rete ad alte prestazioni e i sistemi cloud utilizzati dalla NASA per elaborare e distribuire i contenuti. La missione ha rappresentato anche una dimostrazione concreta di come infrastrutture sviluppate per esigenze spaziali possano essere integrate con tecnologie cloud e reti terrestri per gestire grandi quantità di dati in tempi molto brevi.
Migliaia di simulazioni per trovare la rotta
Prima ancora che un’immagine possa lasciare la Luna, c’è un problema molto più fondamentale da risolvere: determinare e correggere la traiettoria della navicella. Il team di scienze di volo di Orion presso il Johnson Space Center della NASA esegue decine di migliaia di simulazioni considerando sia le condizioni previste sia diversi scenari anomali. Per ogni finestra di lancio possono essere prodotti tra 2 e 5 terabyte di dati. Per gestire questo carico di lavoro viene utilizzato AWS GovCloud, ambiente cloud progettato per ospitare dati e applicazioni soggetti a requisiti di sicurezza specifici.
Durante le prime 48 ore della missione, la piattaforma ha permesso di effettuare calcoli quasi in tempo reale per determinare eventuali correzioni della traiettoria. Il sistema ha elaborato migliaia di ore di calcolo mentre il team valutava come ottimizzare la rotta sulla base dell’evoluzione delle condizioni di volo. L’infrastruttura è stata sviluppata da Booz Allen Hamilton sfruttando il cosiddetto cloud bursting. Quando la capacità disponibile non è sufficiente, questa tecnica permette di aggiungere rapidamente centinaia di istanze cloud e aumentare la potenza di calcolo senza dover ricorrere esclusivamente alle infrastrutture fisiche condivise.
Il video viaggia dalla Luna attraverso un fascio laser
La parte più spettacolare del percorso dei dati arriva con il sistema Orion Artemis II Optical Communications System (O2O), tecnologia sulla quale la NASA ha lavorato per oltre vent’anni. A differenza delle comunicazioni radio tradizionali, O2O utilizza la luce laser per trasferire una quantità molto maggiore di informazioni. Il sistema installato su Orion può raggiungere una velocità di trasmissione fino a 260 Mbps, sufficiente per inviare video 4K in tempo reale. Per ricevere il segnale è stata utilizzata anche una stazione situata presso il Mount Stromlo Observatory, vicino a Canberra, in Australia. La posizione permette di intercettare il collegamento ottico durante le fasi della traiettoria di Orion visibili dall’emisfero australe.
Da qui entra in gioco la rete terrestre. Il segnale ricevuto in Australia doveva infatti raggiungere il White Sands Complex della NASA, nel New Mexico, dove il flusso video poteva essere elaborato e successivamente distribuito. NASA, AWS e Australian National University hanno realizzato il collegamento in poche settimane utilizzando la rete globale AWS. Il percorso tra Mount Stromlo e gli Stati Uniti copre circa 15.000 chilometri, con il traffico instradato attraverso un nodo di rete australiano. Secondo quanto riportato nel progetto, la realizzazione della connessione ha avuto un costo paragonabile a quello di un computer portatile, nonostante l’infrastruttura fosse destinata a gestire un collegamento critico per una missione lunare.
Da Orion a milioni di schermi
Una volta arrivato sulla Terra, il segnale doveva ancora compiere un ultimo percorso prima di raggiungere il pubblico. Il punto centrale della distribuzione è stato NASA+, la piattaforma streaming della NASA, che utilizza i servizi AWS Elemental MediaLive per la codifica del video in diretta e AWS Elemental MediaConnect per il trasporto del segnale verso i partner di distribuzione. La copertura ha accompagnato le principali fasi della missione, dal lancio al sorvolo della Luna fino al rientro e all’ammaraggio. Per gestire la produzione sono stati collegati quattro centri NASA attraverso un workflow basato sul cloud.
La diretta è stata inoltre distribuita attraverso piattaforme come YouTube e Prime Video, con quest’ultima che ha trasmesso gratuitamente l’evento. Il risultato è una catena tecnologica che parte dalla navicella Orion e arriva fino agli schermi degli spettatori. Il video viene acquisito nello spazio, trasmesso tramite laser verso una stazione australiana, trasferito attraverso la rete AWS fino agli Stati Uniti, elaborato e codificato dai sistemi cloud e infine distribuito sulle piattaforme di streaming. Nel complesso, il percorso dei dati supera un quarto di milione di miglia, collegando la navicella in prossimità della Luna con milioni di persone sulla Terra.
Artemis II prepara le infrastrutture delle prossime missioni
La tecnologia utilizzata non rappresenta soltanto un supporto alla comunicazione della missione. Artemis II ha costituito anche un test in condizioni operative per infrastrutture destinate a diventare sempre più importanti nel programma lunare della NASA. Le simulazioni cloud, il collegamento ottico, la rete terrestre ad alte prestazioni e la distribuzione streaming costituiscono infatti componenti di una stessa catena, nella quale ogni passaggio deve funzionare senza interrompere il flusso di informazioni. In vista di Artemis IV, la NASA prevede una platea potenziale di circa 250 milioni di spettatori. Le tecnologie sperimentate durante Artemis II potranno quindi fornire una base per gestire missioni future caratterizzate da quantità di dati ancora maggiori e dalla necessità di comunicazioni sempre più rapide e affidabili.
Fonte: TecnoAndroid
