Amazon Web Services, Inc. (AWS) là công ty con của Amazon, cung cấp nền tảng điện toán đám mây và API theo yêu cầu cho cá nhân, công ty và chính phủ trên cơ sở thanh toán theo mức sử dụng.

Các dịch vụ web điện toán đám mây này cung cấp khả năng xử lý điện toán phân tán và các công cụ phần mềm thông qua cụm máy chủ AWS. Một trong những dịch vụ này là Amazon Elastic Compute Cloud (EC2), cho phép người dùng tùy ý sử dụng một cụm máy tính ảo thông qua Internet.

Amazon Web Services (AWS) thông báo rằng đã chạy thành công bộ phần mềm máy tính và máy học (ML) AWS trên một vệ tinh quay quanh quỹ đạo, trong một thử nghiệm không gian đầu tiên thuộc loại này.

 Vệ tinh ION SCV004, phương tiện mang Máy tính cơ sở hạ tầng SpaceCloud của AWS trong không gian. Ảnh AWS

Thử nghiệm thực hiện trong 10 tháng trên quỹ đạo Trái đất thấp (LEO), được thiết kế để thí nghiệm một phương pháp nhanh hơn, hiệu quả hơn, cho phép khách hàng thu thập và phân tích dữ liệu không gian có giá trị trực tiếp trên các vệ tinh quay trên quỹ đạo trái đất bằng đám mây.

AWS đã tiến hành trình diễn phần mềm vệ tinh nguyên mẫu thông qua quan hệ đối tác với công ty D-Orbit của Ý và liên doanh Unibap của Thụy Điển. Thử nghiệm sử dụng vệ tinh D-Orbit làm nền tảng, được tiến hành trong 10 tháng qua trên quỹ đạo thấp của Trái đất.

D-Orbit là công ty hàng đầu trong ngành dịch vụ vận chuyển và hậu cần vũ trụ, đồng thời là thành viên của Mạng lưới đối tác AWS (APN). Bằng giải pháp áp dụng các dịch vụ máy tính và máy học AWS cho hình ảnh Quan sát Trái đất (EO), D-Orbit có thể phân tích nhanh chóng lượng lớn dữ liệu không gian trực tiếp trên vệ tinh ION đang quay quanh quỹ đạo trái đất.

Vệ tinh ION SCV004, phương tiện mang quỹ đạo của D-Orbit được sử dụng trong thử nghiệm AWS trên quỹ đạo, trước khi phóng. Ảnh D-Orbit.

Các nhóm đã hợp tác để xây dựng một nguyên mẫu phần mềm bao gồm các công cụ được xác định là cần thiết cho sứ mệnh EO, bao gồm các mô hình AWS ML để phân tích hình ảnh vệ tinh trong thời gian thực và AWS IoT Greengrass để cung cấp khả năng quản lý và phân tích đám mây ngay cả trong những khoảng thời gian hạn chế khả năng kết nối.

 Nguyên mẫu phần mềm AWS được tích hợp vào tải trọng xử lý đủ tiêu chuẩn không gian do Unibap, một công ty công nghệ cao có trụ sở tại Thụy Điển và là đối tác AWS khác xây dựng. Tải trọng xử lý hình ảnh Unibap sau đó được tích hợp vào vệ tinh D-Orbit ION và phóng vào không gian. Ngày 21/1, nhóm nghiên cứu liên lạc thành công lần đầu tiên với thiết bị và thực hiện lệnh từ xa đầu tiên từ Trái đất vào không gian. Nhóm nghiên cứu bắt đầu chạy thử nghiệm vài tuần sau đó.

Model Unibap iX5-100 (FM) Máy tính cơ sở hạ tầng SpaceCloud bay trên vệ tinh trong sứ mệnh D-Orbit ION SCV-4. Ảnh Unibap

Lần đầu tiên cung cấp các khả năng biên của AWS trên một vệ tinh quay quanh quỹ đạo cho phép khách hàng tự động phân tích khối lượng lớn dữ liệu vệ tinh thô trên quỹ đạo và chỉ liên kết tải xuống những hình ảnh hữu ích nhất để lưu trữ và phân tích sâu hơn, giúp giảm chi phí đường truyền xuống và cho phép đưa ra quyết định kịp thời.

“Việc sử dụng phần mềm AWS để thực hiện phân tích dữ liệu theo thời gian thực trên một vệ tinh quay quanh quỹ đạo và cung cấp phân tích đó trực tiếp cho những người ra quyết định thông qua đám mây, là một bước tiến đột phá trong những phương pháp quản lý dữ liệu không gian hiện có.

Max Peterson, phó chủ tịch phụ trách khu vực công toàn cầu của AWS cho biết. “Việc cung cấp khả năng đám mây mạnh mẽ và an toàn trong không gian mang đến cho các nhà khai thác vệ tinh khả năng giao tiếp hiệu quả hơn với phương tiện không gian, đưa ra các lệnh cập nhật bằng những công cụ AWS mà khách hàng đã quen thuộc.”

AWS cam kết loại bỏ các thách thức kỹ thuật liên quan đến hoạt động trong không gian như mạng có độ trễ cao và băng thông hạn chế. AWS cũng tiếp tục hợp tác với D-Orbit và Unibap, 2 trong số các đối tác không gian toàn cầu để trực tiếp giải quyết những thách thức này khi phần mềm được áp dụng cho các hoạt động trên vệ tinh.

D-Orbit là công ty hàng đầu trong ngành dịch vụ vận chuyển và hậu cần vũ trụ, đồng thời là thành viên của Mạng lưới đối tác AWS (APN). Bằng cách áp dụng các dịch vụ máy tính và máy học AWS cho hình ảnh Quan sát Trái đất (EO), D-Orbit có thể phân tích nhanh chóng lượng lớn dữ liệu không gian trực tiếp trên vệ tinh ION đang quay quanh quỹ đạo của nó.

Thành công của bản demo AWS có ý nghĩa quan trọng trong toàn ngành vũ trụ, vì các phương tiện trong vũ trụ, bất kỳ vật thể gì từ trạm vũ trụ đến vệ tinh phải đối mặt với nút cổ chai trong cả lưu trữ cơ sở dữ liệu và truyền thông liên lạc khi đang bay trên quỹ đạo.

″Đường xuống” là quá trình truyền tải dữ liệu từ quỹ đạo khi tàu vũ trụ kết nối với trạm mặt đất thường yêu cầu những các giới hạn như tốc độ kết nối hoặc cửa sổ thời gian, vị trí mà tàu vũ trụ bay phía trên của trạm mặt đất.

Trong suốt quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu áp dụng nhiều mô hình ML khác nhau cho dữ liệu cảm biến vệ tinh để nhanh chóng và tự động xác định các vật thể cụ thể trên bầu trời – chẳng hạn như mây và khói cháy rừng – và các vật thể trên Trái đất bao gồm các tòa nhà và tàu.

Các hình ảnh vệ tinh thô và bộ dữ liệu như thế này thường khá lớn, vì vậy nhóm đã phát triển phương pháp chia nhỏ các tệp dữ liệu lớn thành các tệp nhỏ hơn. Sử dụng các dịch vụ AWS AI và ML giúp giảm tới 42% kích thước của hình ảnh, tăng tốc độ xử lý và cho phép suy luận theo thời gian thực trên quỹ đạo. Nhóm nghiên cứu đã thành công quản lý chuyển động hai chiều của dữ liệu không gian qua nhiều điểm tiếp xúc của trạm mặt đất để cung cấp khả năng giảm thiểu độ trễ giữa các lần liên lạc.

Kết quả này đạt được nhờ quản lý proxy TCP/IP đáng tin cậy giữa vệ tinh và Đám mây AWS. Phương pháp này cũng giúp các đội mặt đất quản lý truyền tệp dữ liện tự động trở nên đơn giản hơn, không cần xử lý thủ công các đường liên kết xuống qua nhiều địa chỉ.

Hiện nay AWS, Unibap và D-Orbit tiếp tục thử nghiệm các khả năng mới ngoài nhóm mục tiêu thử nghiệm ban đầu. Nhóm muốn khám phá các phương pháp bổ sung để xử lý dữ liệu thô trên quỹ đạo và các phương pháp phân phối dữ liệu tinh vi hơn.

Peterson cho biết: “Cuối cùng, AWS tin rằng việc cung cấp cho khách hàng khả năng đánh giá dữ liệu không gian của họ một cách nhanh chóng và an toàn bằng cách sử dụng AWS trên quỹ đạo sẽ giúp họ đưa ra các quyết định quan trọng nhanh hơn”.

Phó chủ tịch AWS Max Peterson, trong cuộc phỏng vấn với CNBC cho biết: “Chúng tôi đã chứng minh được khả năng tăng năng suất của vệ tinh viễn thông,”.

Peterson nói thêm, thử nghiệm cũng cho thấy AWS có thể giúp các công ty thực hiện “các hoạt động phân tích dữ liệu ngay trên vệ tinh, không cần phải chờ đợi cho đến khi nhận được thông tin liên kết ngược trở lại Trái đất.”

 “Chúng tôi có thể đào tạo các mô hình nhận thức được bất kỳ điều gì trên thực tế... tăng cường khả năng sử dụng một phương tiện công nghệ giá trị cao trong không gian, thu nhận một lượng dữ liệu khổng lồ, nhận được những thông tin chuyên sâu đồng thời từ cơ sở dữ liệu thu được chuyển hóa thành hành động nhanh hơn,” ông Peterson nói.

AWS đã xây dựng bộ phận Giải pháp vệ tinh và Hàng không vũ trụ kể từ khi thành lập vào năm 2020, công ty cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cho nhiều khách hàng và đối tác trong lĩnh vực khai thác không gian vũ trụ.