云計(jì)算“飛”向太空

當(dāng)前，面對(duì)滾滾而來(lái)的數(shù)字化浪潮，云計(jì)算作為數(shù)字化底座之一，正在迎來(lái)新一輪的發(fā)展機(jī)遇。與過(guò)去不同，云計(jì)算已經(jīng)從傳統(tǒng)的ICT行業(yè)開(kāi)始向外拓展。從醫(yī)療行業(yè)到教育行業(yè)，再到太空探索領(lǐng)域，云計(jì)算開(kāi)始在越來(lái)越多的行業(yè)顛覆數(shù)據(jù)的獲取、處理、存儲(chǔ)和傳輸方式，從而極大地提升效率。

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太空探索領(lǐng)域應(yīng)用云計(jì)算可謂適逢其時(shí)。一方面，今年7月以來(lái)，包括“天問(wèn)一號(hào)”在內(nèi)的多個(gè)火星探測(cè)器陸續(xù)成功發(fā)射，標(biāo)志著人類(lèi)的火星探測(cè)活動(dòng)進(jìn)入新的活躍期。另一方面，針對(duì)探測(cè)火星、月球以及建立太空站等空間探測(cè)活動(dòng)，云計(jì)算大有可為。近期，IEEE專(zhuān)家在接受《人民郵電》報(bào)記者采訪(fǎng)時(shí)表示：云計(jì)算將是太空探索領(lǐng)域一項(xiàng)必不可少的信息技術(shù)，云計(jì)算能夠應(yīng)用于視頻、衛(wèi)星圖像及海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，幫助航天工作者更好地理解信息和處理信息，從而更高效地完成航天探測(cè)任務(wù)。

云計(jì)算助力太空探索

隨著人類(lèi)通過(guò)空間探測(cè)器對(duì)廣袤的宇宙空間不斷進(jìn)行探索，如何接收、處理、存儲(chǔ)和傳輸空間探測(cè)器在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中獲得的海量數(shù)據(jù)，對(duì)人類(lèi)提出了新的挑戰(zhàn)。而應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，云計(jì)算顯然是不二之選。

以我國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”為例，其對(duì)計(jì)算能力的需求已經(jīng)凸顯。“天問(wèn)一號(hào)”承載著火星環(huán)繞、著陸、巡視的重要任務(wù)，其火星車(chē)上搭載了探地雷達(dá)和光學(xué)相機(jī)，可以對(duì)火星的地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)、獲得火星地表圖像，而這需要大規(guī)模且高速準(zhǔn)確的計(jì)算能力。IEEE地球科學(xué)與遙感協(xié)會(huì)上海分會(huì)主席、IEEE高級(jí)會(huì)員徐豐教授表示：“進(jìn)行火星探測(cè)時(shí)會(huì)收集到大量的火星軌道雷達(dá)數(shù)據(jù);在分析火星地下地形變化時(shí)，還需要與周?chē)牡匦螖?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。”

信息的快速獲取對(duì)于宇航員的生命安全和航天器的正常運(yùn)行來(lái)說(shuō)必不可少。IEEE高級(jí)會(huì)員 Claudio Sacchi 和IEEE會(huì)士Marina Ruggieri 一致認(rèn)為，在進(jìn)行太空探索時(shí)，無(wú)論是載人航天器中的宇航員，還是在航天器上作業(yè)的太空機(jī)器人，都需要獲取足夠的信息和知識(shí)來(lái)支撐他們完成任務(wù)。例如，當(dāng)人們?cè)谌粘Ｉ钪杏龅嚼щy時(shí)，一般通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查找視頻或文字教程來(lái)幫助解決問(wèn)題。宇航員也是如此，當(dāng)他們?cè)趫?zhí)行任務(wù)的過(guò)程中遇到難題時(shí)，可以通過(guò)云計(jì)算技術(shù)快速獲取數(shù)據(jù)且進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而幫助他們更高效地解決問(wèn)題。

云計(jì)算以其高速而準(zhǔn)確的信息處理能力、低運(yùn)行成本以及高靈活性等優(yōu)點(diǎn)，有效解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)維護(hù)中存在的問(wèn)題，滿(mǎn)足了空間探測(cè)活動(dòng)對(duì)計(jì)算能力的嚴(yán)苛要求，為遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸搭建了橋梁。應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，航天工作人員可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和共享服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)、讀取和處理數(shù)據(jù)。即使在遨游太空的空間探測(cè)器中，宇航員或自動(dòng)化系統(tǒng)也能通過(guò)該技術(shù)獲取、分析、存儲(chǔ)、傳輸大量數(shù)據(jù)。

云計(jì)算應(yīng)對(duì)距離挑戰(zhàn)

盡管云計(jì)算在太空探索中的價(jià)值凸顯，但受限于現(xiàn)階段的技術(shù)水平，云計(jì)算在空間探測(cè)中的應(yīng)用仍然面臨著物理距離上的挑戰(zhàn)。

IEEE高級(jí)會(huì)員Alexander Wyglinski認(rèn)為，“太空云計(jì)算”與我們平時(shí)存儲(chǔ)和共享信息的云計(jì)算之間的區(qū)別，主要在于“太空云計(jì)算”設(shè)備之間的物理距離遠(yuǎn)超一般云計(jì)算設(shè)備，這為數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。具體而言，“太空云計(jì)算”需要連接各個(gè)設(shè)備，例如在月球上的設(shè)備、繞月球運(yùn)行的飛行器、飛往火星途中的探測(cè)器、地球上的設(shè)備以及木星周?chē)纳羁仗綔y(cè)器等。由于這些飛行器與飛行器之間、設(shè)備與設(shè)備之間的距離非常遠(yuǎn)，只有在極為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持下才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的成功傳輸。

IEEE會(huì)士Karen Panetta提到，目前空間探測(cè)任務(wù)獲取的絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)仍需被帶回地球進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。這種方式成本高且效率低，同時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸還會(huì)帶來(lái)較高的能耗。雖然在太空中可以使用太陽(yáng)能供電，但隨著工作量的增加，需要對(duì)設(shè)備非常頻繁地充電。與此相應(yīng)，如何對(duì)太空探測(cè)器和航天器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的遠(yuǎn)距離傳輸和存儲(chǔ)，成為下一步技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)，目的在于實(shí)現(xiàn)降本增效和減少能源消耗。

未來(lái)“太空云計(jì)算”技術(shù)可以結(jié)合人工智能實(shí)現(xiàn)新一輪的發(fā)展。Karen Panetta認(rèn)為，人工智能可以通過(guò)智能分析和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的捕獲來(lái)研究和解決問(wèn)題，從而幫助“太空云計(jì)算”降低能耗。“未來(lái)也許有一天，人工智能強(qiáng)大的推理能力還能幫助人類(lèi)回答一些有關(guān)宇宙空間的問(wèn)題，例如某個(gè)星球是否存在生命跡象等。”

IEEE專(zhuān)家表示，云計(jì)算技術(shù)對(duì)于空間探索活動(dòng)來(lái)說(shuō)非常重要，將為太空探索活動(dòng)中獲取、處理、存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)的方式帶來(lái)全新變革。未來(lái)，IEEE將協(xié)同全球科技業(yè)專(zhuān)家繼續(xù)關(guān)注和深入研究工程科技在太空探索中的運(yùn)用與發(fā)展，為人類(lèi)社會(huì)的科技創(chuàng)新創(chuàng)造無(wú)限可能。

網(wǎng)站標(biāo)題：云計(jì)算“飛”向太空
標(biāo)題URL：http://www.muchs.cn/article30/cjpopo.html

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