La NASA voit l’avenir de l’exploration martienne dans le "nuage"

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Depuis les débuts de l’exploration spatiale, chaque génération d’appareils - télescope, satellite ou rover - permet d’obtenir des clichés avec un niveau de détail surpassant de loin leurs illustres prédécesseurs. On se souvient ainsi qu’une face humanoïde avait été observée à la surface de Mars en 1976 par la sonde Viking alors que la sonde Mars Global Surveyor a démontré en 2001 qu’il ne s’agissait que d’ombres dues au relief accidenté de la planète rouge.

Ces progrès techniques se traduisent concrètement par une inflation des données numériques à transmettre, traiter et archiver. C’est ainsi que les sciences de l’information ont toujours accompagné les avancées dans ce domaine. C’est donc tout naturellement que la NASA cherche à s’appuyer sur la nouvelle grande révolution technologique que représente le "cloud computing" ou informatique dans le nuage.

Qu’est ce que le cloud computing ?

Ce concept consiste en une évolution de l’externalisation des services informatiques auprès d’un prestataire qui, par sa spécialisation et sa taille, garantit au client une flexibilité et une efficacité accrue.

Mais selon la définition du National Institute of Standards and Technology (NIST) [1], le service proposé par le prestataire doit répondre à un certain nombre de critères pour être qualifié de cloud computing. Les caractéristiques exigées sont les suivantes :
- Self service à la demande : un utilisateur/client doit pouvoir configurer ses services informatiques sans intervention humaine de la part du prestataire.
- Accessibilité : le service doit être disponible/accessible via le réseau (public ou privé).
- Mutualisation des res

sources :

les ressources physiques du prestataire de service doivent être mutualisées entre les clients. Le client ne sait pas où se trouve physiquement les ressources qu’il loue ni avec qui il les partage, mais peut parfois avoir la possibilité de choisir une localisation à un haut niveau d’abstraction (pays, région, centre de données).
- Elasticité rapide du service : la capacité du service peut être rapidement augmentée, grâce à une automatisation de cette fonction. Du point de vue du client, cette capacité doit apparaître comme quasiment illimitée. Enfin, le prix payé par le client doit être calculé en fonction des ressources consommées.
- Dimensionnement et surveillance des ressources automatisées : le prestataire est équipé d’un système permettant de contrôler et d’optimiser l’usage de ressources en fonction des informations remontées par des systèmes de mesures (nombre de cycle processeur, espace disque consommé, etc.). Ces informations sont transparentes pour le prestataire et le client.

De nombreux experts comparent la mutation que connaît le secteur de l’informatique avec le "cloud computing" à celle qu’a connu le marché de l’électricité durant le 20ème siècle. En effet, avant l’avènement des centrales de production électrique centralisées et du réseau de distribution électrique, chaque organisation gérait ses propres infrastructures de production électrique. Hormis les équipements de secours, ces même organisations ne possèdent plus aujourd’hui de telles installations et ne payent que l’électricité qu’elles consomment auprès d’un opérateur spécialisé.

Toujours selon la définition du NIST, cette externalisation peut se faire sur plusieurs niveaux :
- Au niveau de l’infrastructure : il s’agit dans ce cas de louer des processeurs, les mégaoctets de mémoire vive ou des giga octets de disque dur, sans ce soucier de la maintenance de ces équipements.
- Au niveau de la plate-forme : il s’agit dans ce cas de louer une infrastructure sur laquelle sont installés des outils logiciels qui permettent d’héberger des services. Par exemple un serveur (processeur, mémoire vive et espace de stockage) sur lequel est installé un système d’exploitation et un logiciel
- Au niveau logiciel : il s’agit dans ce cas de louer l’utilisation d’une solution logicielle clef en main comme, par exemple, une solution de gestion clientèle. Le prestataire se charge de la maintenance et de la mise à jour de l’infrastructure, la plate-forme et le logiciel.

Enfin, on distingue 3 types de "cloud computing" :
- Le cloud public ou externe : les ressources/services sont hébergés sur Internet (cloud) et sont accessibles via une interface sur le web.
- Le cloud privé ou interne : les ressources sont hébergées dans les locaux de l’organisation mais répondent aux caractéristiques identifiées par le NIST.
- Le cloud hybride : l’organisation héberge des ressources dans ses locaux (cloud interne) mais fait également appel à des ressources sur le cloud public, par exemple durant les périodes de pic d’activité.


La NASA dans le nuage

Le "Jet Propulsion Laboratory" (JPL), qui a conçu et gère au quotidien les rovers Spirit et Opportunity chargés de l’exploration martienne depuis 2004, a récemment annoncé [2] être le premier laboratoire à s’appuyer sur le cloud computing pour les opérations courantes d’une mission spatiale.

L’équipe a développé un logiciel de planification de tâches (activity planning software), nommé "projet Maestro", qui sert à distribuer le traitement des images en haute définition reçues par les rovers. Cette application fait appel aux services "Cloud Computing" de la société Amazon, l’un des leaders de ce marché avec son offre AWS (Amazon Web Services) [3].

Selon John Callas, responsable du projet Rover à la NASA, "le cloud computing permet d’éviter d’installer de nouveaux serveurs. Lorsque l’on a besoin de plus de capacité, on la loue simplement sur le cloud juste pour le temps nécessaire. Ainsi, nous ne gaspillons pas d’électricité (…) pour des serveurs non utilisés, et nous n’avons pas à gérer la maintenance et le renouvellement."

Khawaja Shams, ingénieur au sein du JPL, ajoute que "le cloud computing est une solution parfaitement adaptée au projet Rover qui fait intervenir une communauté dispersée devant travailler de manière collaborative. Le Cloud nous permet (…) d’améliorer le temps de réaction."

L’objectif de ce projet est d’augmenter la réactivité de l’observation provenant de Mars, en réduisant à seulement quelques heures le délai nécessaire entre la capture et la mise à disposition de la totalité des images acquises par les rovers.

En plus de ce projet, le JPL a expérimenté le cloud computing un an plus tôt en développant avec l’équipe cloud computing de Microsoft et dans le cadre de l’initiative fédérale "Open Government", la plateforme "Be a Martian" [4] qui invite les citoyens à analyser les images en provenance de Mars.

La NASA a également développé une plate-forme de cloud computing interne de plus grande envergure. Le projet Nebula, qui s’appuie encore en partie sur les services d’Amazon, va ainsi permettre de partager les ressources informatiques (IaaS) des centres de données répartis à travers les dix-huit centres de l’agence spatiale américaine. Cet investissement de 10 millions de dollars se distingue particulièrement en alliant cloud computing et une technologie de centre de données modulaire. En effet, en reprenant la tendance lancée par Microsoft en 2008 [5], les nouveaux centres de données proposés par la NASA sont constitués de modules indépendants aux dimensions standards des containers de fret. Cette architecture offre plus de souplesse et réduit le temps nécessaire à l’installation de nouvelles infrastructures. Mais cet investissement d’envergure profitera également à d’autres institutions gouvernementales et compagnies privées. L’interface logicielle entre les ressources informatiques et les utilisateurs développée par la NASA doit beaucoup à OpenStack [6], un projet qui rassemble les logiciels open source dans le domaine du cloud computing. En retour, la NASA a promis de contribuer au projet, ce qui pourrait se traduire par la mise à disposition publique des sources.



Il semble que les futurs projets de la NASA ne se concoivent désormais plus sans le cloud computing : le prochain rover MSL qui devrait fouler le sol martien en 2012 et qui engendrera de nouveaux besoins en traitement de l’information en profitera sûrement.

De plus, la NASA peut compter sur un allié de taille dans ce domaine avec Amazon qui s’impose comme le leader de cette nouvelle technologie. Son PDG est en effet passionné par l’espace et a fondé sur ses fonds privés il y a dix ans Blue Origin, une compagnie qui développe des capsules pour le tourisme spatial.

Cette alliance de circonstance Amazon/NASA laisse donc prévoir de beaux projets dans les années à venir.

Source :


- [2] Communiqué du JPL : http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-366
- [5] Article sur le centre de données modulaire de Microoft, GreenIT.fr : http://www.greenit.fr/article/materiel/serveur/microsoft-atteint-122-pue
- NetworkWorld, 03/11/2010, "NASA takes cloud computing to Mars" : http://www.networkworld.com/community/node/68213
- ReadWriteWeb, 02/11/2010, "How the The Mars Exploration Rover Project is Using Cloud Computing" : http://www.readwriteweb.com/cloud/2010/11/amazon-nasa-mars-rover.php
- Rackspace, 03/11/2010, "Mars mission brings the cloud into space" : http://www.rackspace.co.uk/rackspace-home/media-centre/news/article/article/mars-mission-brings-the-cloud-into-space/?tx_ttnews[backPid]=63&cHash=39a6859a4dec192cf1a79412998f3d6a
- Communiqué du JPL : http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-366
- NASA Leverages Amazon Cloud For Mars Rover : http://www.informationweek.com/news/government/cloud-saas/showArticle.jhtml?articleID=228200058
- NASA Readies Nebula Cloud Computing Platform For Release : http://www.informationweek.com/news/government/cloud-saas/showArticle.jhtml?articleID=227900365&pgno=1&queryText=nebula&isPrev=
- http://nebula.nasa.gov/about/

Pour en savoir plus, contacts :


- [1] Definition du Cloud Computing, NIST : http://csrc.nist.gov/groups/SNS/cloud-computing/
- [3]Offre Cloud Computing Amazon Web Services : http://aws.amazon.com/
- [4] Plateforme "Be a Martian" du laboratoire JPLhttp://beamartian.jpl.nasa.gov/
- [6] Site officiel du projet OpenStack : http://www.openstack.org/
- Article scientifique du JPL : "A Scalable Image Processing Framework for Gigapixel Mars and Other Celestial Body Images"
Code brève
ADIT : 65403

Rédacteur :

Frédéric Lohier, deputy-stic.mst@ambafrance-us.org ; David Regad, cnes.mst@ambafrance-us.org

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….