NASA vai fazer análise de DNA direto da ISS com edge computing da IBM

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Imagem: NASA/Divulgação
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Um projeto realizado em parceria entre NASA e IBM pretende reduzir o tempo na troca de dados de análises entre o espaço e a Terra de semanas para horas. Mais especificamente, o Edge Computing em órbita atua na Estação Espacial Internacional (ISS) e tem ajudado a agência norte-americana a se preparar para as missões Artemis, que devem levar os seres humanos à Lua, mais uma vez, em 2024.

A solução utiliza um conjunto de contêineres IBM Cloud on Earth e Red Hat CodeReady, além do HPE Spaceborne Computer-2, lançado em fevereiro deste ano. Com isso, as amostras de DNA podem ser analisadas diretamente da ISS. Anteriormente, o processo utilizava discos rígidos físicos e levava de seis a oito semanas para que os dados chegassem à Terra, tempo que deverá ser reduzido para algo entre seis e oito horas.

Os testes para validar a aplicação, relata ao TecMundo Naeem Altaf, CTO do Space Tech da IBM, foram efetivos. Em agosto de 2020 foram realizados testes em solo, e em julho foram realizadas provas de conceito com o processamento de dados de teste na ISS.

A ideia do Edge Computing em órbita é processar os dados computacionais localmente da ISS, de onde o dado é "criado", o que resulta em redução de tempo e ganho de agilidade. Com isso, será possível analisar a exposição de longo prazo à radiação em organismos (como plantas e pessoas), além de ajudar a identificar micróbios na própria estação.

Isso é importante e significa uma maior autonomia da computação terrestre para os astronautas e pesquisadores, o que deve auxiliar a agência em missões futuras. "É uma revolução na pesquisa espacial" e algo que os astronautas "nunca tiveram antes", afirmou Bryan Dansberry, Education Specialist da NASA.

O tempo é precioso

O sequenciamento genético, realizado diretamente da ISS, conta com pequenos contêineres que criam um ambiente local para o processamento dos dados. A tecnologia permitirá identificar quais micróbios estão presentes no ambiente e nos astronautas, além de estudar mudanças no DNA.

"O sequenciamento de DNA serve para descobrir as características de um organismo. Ele pode ser muito benéfico para monitorar a saúde de um astronauta, ou descobrir possíveis infecções na estação espacial", diz Altaf.

O engenheiro relata que são quatro contêineres que dividem as etapas do sequenciamento de DNA. Ele explica que esse processo precisa ser ágil e dá o exemplo de um carro autônomo, que tem que "tomar decisões em tempo real". Na prática, a solução cria um cluster OpenShift de nó único, que se conecta à IBM Cloud por meio de uma VPN aos sistemas terrestres. Assim, será possível enviar os dados à Terra para que sejam validados, e depois o código é enviado à ISS para a execução.

Para Dansberry, a evolução tecnológica na estação é nítida, destacando "o quanto eles [astronautas e pesquisadores] poderão fazer". Ele também relembra que todo o processo de sequenciamento é comumente demorado, mas que, agora, "isso poderá ser feito diretamente em projetos sobre a Lua, ou Marte, de lá [da ISS]". Algumas das vantagens, aponta, permitirão "multiplicar esses resultados e experimentos", e trazer "mais capacidades computacionais e automatizadas".

Lixo espacial e monitoramento da Terra

É sabido que, orbitando a Terra, há o que a NASA chama de detritos orbitais. Muitos desses são invenções humanas, como pedaços de naves espaciais ou de satélites. A SpaceX, por exemplo, pretende operar cerca de 42 mil satélites enquanto expande o projeto Starlink. Segundo a agência norte-americana, existem mais de meio milhão de detritos, de diferentes tamanhos, na órbita do planeta.

Como tecnologia de monitoramento, utilizando a computação em nuvem, também será possível prever possíveis problemas relacionados aos detritos espaciais. Em entrevista à CNN em junho deste ano, Bill Nelson, administrador da NASA, disse que o problema é "perigoso e vergonhoso para qualquer um — incluindo os EUA". Em maio, por exemplo, um braço robótico da ISS foi atingido por um desses objetos.

Atualmente, segundo Altaf, é preciso ser feito um melhor trabalho para rastrear, analisar e identificar a localização de milhares desses objetos em órbita. A plataforma AstriaGraph, por exemplo, também poderá se beneficiar das tecnologias da IBM para analisar e combinar dados com mais agilidade, com a finalidade de gerar melhores estimativas.

Foto da ISSImagem capturada da ISS mostra luzes noturnas em região da África do Sul e céu estrelado.

Mas o problema é também político, pois muitos dos objetos são de tecnologias obsoletas, ao passo em que as novas continuam sendo enviadas ao espaço. "Infelizmente é um problema que não pode ser resolvido só com tecnologia, mas sim com políticas", afirmou.

Altaf também aponta que a tecnologia pode ser útil "em qualquer lugar, desde que haja a estrutura" necessária. Isso inclui outros planetas — como em Marte —, mas também por aqui, monitorando a Antártica, desertos, florestas. Assim, o projeto também pode ser útil em áreas remotas e de extremas condições; seja pelo fator ecológico ou pela dificuldade de acesso.

A mesma visão é compartilhada por Dansberry, que inclui ainda a telemedicina. Ao TecMundo, ele relata que isso permitirá realizar melhores mapeamentos, e que a aplicação da tecnologia para combater desastres naturais também pode ganhar um "upgrade", citando a coleta de imagens da ISS "em tempo quase que real".