Der kräftigste Rechner, der jemals im Weltraum war, ist ein Linux-System. Die NASA hat einen Test für einen Supercomputer jenseits der schützenden Erdathmosphäre gestartet. Von Ludger Schmitz*

Bestimmt hat Linux schon höher abgehoben; schließlich ist das Open-Source-System Grundlage für Prozessrechner und Kommunikationssysteme an Bord von Satelliten. Aber so viel Computerpower war noch nie geballt im Weltraum. Die NASA hat zwei „Spaceborne“-Server vom Typ HPE Apollo 40 zur internationalen Weltraumstation ISS geschickt. Es sind, SSD-Storage inklusive, Systeme „von der Stange“, nur in eine Box gesteckt, die vorne Wärmeaustauscher sowie Wasseranschlüsse hat und in die „Express“-Racks der ISS passt (siehe Grafik, mehr Details hier).

Spaceborne Computer: Hinter einem Frontelement mit Anschüssen (links) und Wärmetauscher verbergen sich Motherboards und SSD-Massenspeicher. | Quelle: HPE-SGI/NASA
Spaceborne Computer: Hinter einem Frontelement mit Anschüssen (links) und Wärmetauscher verbergen sich Motherboards und SSD-Massenspeicher. | Quelle: HPE-SGI/NASA

Mit diesen Rechnern testet die NASA, ob sich „Commericial-off-the-Shelf“-Computer für den Einsatz im Weltraum eignen. Denn außerhalb der Erdathmosphäre sind die Systeme nicht nur der Schwerelosigkeit, sondern auch schwankenden Magnetfelder, Strahlung und Partikelströmen von der Sonne ausgesetzt. Für diese Bedingungen hatte die US-Weltraumagentur bisher besonders gehärtete Systeme verwendet. Diese Vorsichtsmaßnahme führt zu hohen Kosten und dazu, dass die Systeme dort oben Jahre hinter dem Stand der Hardwaretechnik hinterher sind.

Software soll fehlenden Hardwareschutz ausgleichen

Prompt bringen die beiden HPE-Systeme der ISS mehr Leistung als insgesamt alle anderen Rechner, die sie an Bord hat. Die Systeme werden aber nicht etwa für dortige Forschungsprogramme zur Verfügung stehen. Auf den Systemen laufen auf Basis von Red Hat Enterprise Linux 6.8 nur diverse Benchmarktests für Hochleistungssysteme. Mit ihnen soll erprobt werden, ob und wie sich Umwelteinflüsse und eventuelle Störungen an der Hardware durch Änderungen der Stromzufuhr, der Arbeitstemperatur und insbesondere durch Software ausgleichen lassen. Dieser Test wird ein Jahr dauern.

Bei Erfolg will die NASA die ISS mit sehr viel leistungsfähigeren Computern ausstatten, dann auf der Basis von konventioneller Hardware und Linux. Während das jetzige Testsystem es auf 1 Teraflops Durchsatz bringt, ist für die Zukunft von einem Supercomputer im All die Rede. Wie bei Computern dieser Klasse inzwischen üblich, wird er auf Linux-Basis laufen.

Marsmissionen brauchen massiv Rechenpower an Bord

Die NASA braucht für die Weltraumpläne der US-Regierung unbedingt mehr Rechenpower an Bord der Raumschiffe, insbesondere für die ins Auge gefasste Mars-Mission. Denn bei Operationen im Erdorbit ist die Latenzzeit für Datenübertragungen noch im akzeptablen Bereich, so dass Daten von Großrechnern am Boden verarbeitet werden. Zwischen Mars und Erde allerdings würde die Datenübertragung schon rund 20 Sekunden pro Strecke dauern. Also müssen weit mehr Daten an Bord der Marsmission verarbeitet werden.

Dass die NASA auf Linux vertraut, kann eigentlich nicht mehr überraschen – nicht nur weil Linux zuverlässig ist oder weil es bei Supercomputern so üblich ist. Denn die Weltraumagentur will die Möglichkeit ausschöpfen, das Betriebssystem auf besondere Bedingungen anzupassen. Das geht eben nur mit Linux. Im Übrigen hat die NASA als einer der größten Linux-Anwender der Welt entsprechendes Know-how und war schon früher IT-Neuerungen sehr aufgeschlossen. Sie war einst auch einer der größten IBM-Mainframe-Anwender und hat schon Ende der 80er, Anfang der 900er Jahre massiv auf Unix umgestellt. Seit Jahren ist auch das Geschichte und Linux angesagt.

*Ludger Schmitz ist freiberuflicher Journalist in Kelheim.