La missione Artemis II non è stata soltanto un passaggio cruciale nel ritorno dell’uomo verso la Luna. Dietro le immagini in 4K trasmesse dalla navicella Orion c’è infatti un’infrastruttura tecnologica che combina comunicazioni laser, cloud computing, reti globali e servizi di streaming. Amazon Web Services ha avuto un ruolo in diversi segmenti di questa catena, dal calcolo delle traiettorie alla distribuzione del video verso milioni di spettatori.
Lo scorso aprile quattro astronauti a bordo di Orion sono partiti per Artemis II, primo viaggio con equipaggio verso la Luna dai tempi di Apollo 17 nel 1972. Circa 25 milioni di persone avrebbero seguito il lancio attraverso NASA+, YouTube e Prime Video, mentre nei giorni successivi il pubblico ha potuto assistere alle immagini 4K degli astronauti durante il sorvolo lunare.
La trasmissione ha richiesto una catena tecnologica estesa dalla navicella nello spazio fino alle piattaforme di streaming terrestri. Un’infrastruttura nella quale il cloud è stato utilizzato sia come capacità di calcolo elastica sia come elemento della rete necessaria per trasferire e distribuire i dati.
AWS GovCloud per calcolare la traiettoria di Artemis II
Portare una navicella con equipaggio verso la Luna richiede un’attività di simulazione continua. Il team di scienze di volo di Orion del Johnson Space Center della NASA esegue decine di migliaia di simulazioni relative tanto alle condizioni nominali quanto a possibili anomalie della missione.
Per ogni finestra di lancio possono essere generati tra 2 e 5 TB di dati. La piattaforma utilizzata per sostenere queste elaborazioni opera su AWS GovCloud, ambiente cloud progettato per workload che richiedono specifici livelli di sicurezza e conformità.
Nelle prime 48 ore dopo il lancio, il sistema è stato utilizzato per calcolare quasi in tempo reale gli aggiustamenti della traiettoria di Orion. Le elaborazioni hanno richiesto migliaia di ore di calcolo, necessarie per valutare rapidamente differenti scenari e adeguare la rotta alle condizioni della missione.
Il sistema è stato sviluppato da Booz Allen Hamilton utilizzando un’architettura basata sul cloud bursting. Il principio consiste nell’estendere temporaneamente nel cloud la capacità disponibile quando il carico di lavoro supera quella dell’infrastruttura ordinaria.
Nel caso di Artemis II, questa impostazione permette di attivare rapidamente centinaia di istanze cloud aggiuntive quando sono richieste nuove simulazioni. La NASA può così aumentare la capacità di calcolo nei momenti critici senza dipendere esclusivamente dalle risorse on-premise condivise con altri programmi.
Il collegamento laser tra Orion e la Terra
Una delle componenti tecnologicamente più interessanti della missione riguarda il sistema Orion Artemis II Optical Communications System, abbreviato in O2O.
La tecnologia, sviluppata dalla NASA nell’arco di oltre vent’anni, utilizza comunicazioni ottiche per trasferire informazioni tra la navicella e le stazioni terrestri. O2O raggiunge una velocità massima dichiarata di 260 Mbit/s, sufficiente per sostenere la trasmissione di video 4K in tempo reale.
Uno dei terminali terrestri coinvolti si trova presso il Mount Stromlo Observatory dell’Australian National University, nei pressi di Canberra. La posizione consente di ricevere il segnale durante le fasi della traiettoria di Orion osservabili dall’emisfero australe.
La ricezione del segnale dallo spazio era tuttavia soltanto il primo passaggio. Una volta arrivati in Australia, i dati dovevano essere trasportati fino al White Sands Complex della NASA, nel New Mexico, dove il video sarebbe stato elaborato prima della distribuzione.
Una rete di 15.000 chilometri tra Australia e Stati Uniti
Per realizzare questa tratta terrestre la NASA ha utilizzato la rete globale AWS.
Una volta ricevuto a Mount Stromlo, il segnale veniva instradato verso un nodo di rete australiano e successivamente trasportato fino a White Sands. Il percorso copriva circa 15.000 chilometri.
La connessione è stata realizzata attraverso una collaborazione tra AWS, NASA e Australian National University nell’arco di poche settimane. L’obiettivo era ottenere una rete sufficientemente performante da gestire il trasferimento del video senza dover costruire una nuova infrastruttura dedicata.
La combinazione tra collegamento ottico spazio-Terra e backbone terrestre ad alte prestazioni mostra anche come le future comunicazioni spaziali possano progressivamente integrarsi con infrastrutture cloud e reti già utilizzate per applicazioni commerciali ed enterprise.
AWS Elemental dietro lo streaming di NASA+
Il passaggio successivo riguardava la distribuzione delle immagini al pubblico.
NASA+ ha costituito l’hub della copertura streaming della missione Artemis II e utilizza tecnologie AWS Elemental per la gestione dei flussi video.
In particolare, AWS Elemental MediaLive viene utilizzato per la codifica dei contenuti live, mentre AWS Elemental MediaConnect gestisce il trasporto del segnale verso i partner di distribuzione.
Durante Artemis II, la piattaforma ha trasmesso le principali fasi della missione, compresi il lancio, il sorvolo della Luna e l’ammaraggio. Il workflow di produzione ha coinvolto quattro centri NASA, collegati attraverso un’infrastruttura basata sul cloud.
La distribuzione non si è fermata a NASA+. I contenuti sono stati inoltrati anche verso piattaforme come YouTube e Prime Video, ampliando la platea potenziale della missione.
Il percorso delle immagini 4K dalla Luna allo smartphone
Il percorso seguito dalle immagini permette di comprendere la complessità dell’infrastruttura.
Il video viene generato a bordo di Orion e trasmesso attraverso il collegamento laser O2O verso il terminale australiano. Da qui attraversa la rete AWS per raggiungere gli Stati Uniti, dove entra nell’infrastruttura di produzione della NASA.
I flussi vengono quindi elaborati e codificati attraverso i servizi AWS Elemental e successivamente inviati alle piattaforme incaricate della distribuzione.
Il risultato è una catena end-to-end che si estende per oltre un quarto di milione di miglia, collegando una navicella in orbita attorno alla Luna con televisori, smartphone e computer sulla Terra.
Più che un singolo sistema di streaming, si tratta quindi dell’integrazione di tecnologie molto diverse: comunicazioni ottiche nello spazio, networking terrestre, cloud computing, elaborazione video e Content Delivery Network.
Dal cloud bursting alle comunicazioni ottiche, il test per le prossime missioni
Artemis II rappresenta anche un banco di prova per l’infrastruttura che verrà utilizzata nelle fasi successive del programma lunare della NASA.
Le future missioni dovranno gestire volumi di dati crescenti, collegamenti sempre più complessi e una quantità maggiore di contenuti scientifici e multimediali da trasferire tra la Luna e la Terra.
Secondo le previsioni riportate nel progetto, in vista di Artemis IV il pubblico potenziale delle trasmissioni potrebbe arrivare a circa 250 milioni di persone.
La scalabilità diventa quindi un requisito rilevante non soltanto per l’elaborazione dei dati scientifici e di navigazione, ma anche per la comunicazione pubblica delle missioni.
L’esperienza di Artemis II mostra inoltre come l’infrastruttura necessaria a una missione spaziale moderna non sia più confinata ai centri di controllo della NASA. Dal calcolo delle traiettorie alle immagini provenienti dalla Luna, una parte crescente della catena tecnologica può appoggiarsi a infrastrutture cloud distribuite e scalabili, attivate o ampliate sulla base delle necessità operative della missione.
