Lo scorso aprile quattro astronauti a bordo della navicella Orion della NASA sono partiti per la missione Artemis II, il primo viaggio con equipaggio verso la Luna dai tempi di Apollo 17, nel 1972.
Si stima che circa 25 milioni di persone abbiano seguito il lancio in diretta su NASA+, YouTube e Prime Video e, nei giorni successivi, sempre in milioni si siano collegati per assistere a qualcosa di inedito: immagini 4K degli astronauti mentre orbitavano attorno alla Luna, trasmesse sulla Terra via laser.
Dietro la missione ci sono anni di lavoro ingegneristico, capacità di calcolo basata sul cloud e una connessione di rete realizzata in poche settimane tra la NASA e l’Australia per distribuire le immagini 4K a milioni di spettatori.
Calcolare la rotta verso la Luna
La progettazione della traiettoria di una missione lunare con equipaggio non si riduce a un singolo calcolo. Il team di scienze di volo di Orion presso il Johnson Space Center della NASA esegue decine di migliaia di simulazioni su scenari normali e anomali, generando da 2 a 5 terabyte di dati per ogni possibile finestra di lancio.
La piattaforma di calcolo che supporta queste simulazioni opera su AWS GovCloud, un ambiente cloud sicuro e certificato per la gestione dei dati di volo di Artemis. Nelle prime 48 ore dopo il lancio, il sistema ha consentito di calcolare quasi in tempo reale gli aggiustamenti della traiettoria, elaborando migliaia di ore di calcolo per ottimizzare la rotta in funzione del mutare delle condizioni.
Il sistema è stato sviluppato dalla Booz Allen Hamilton utilizzando una tecnica chiamata cloud bursting, che, quando necessario, permette di aumentare rapidamente la capacità di calcolo attraverso centinaia di istanze cloud aggiuntive. In questo modo, il team può eseguire le simulazioni nei momenti richiesti dalla missione, senza dipendere dalla disponibilità delle infrastrutture on-premise condivise con altri programmi.
La luce laser per collegare la Luna alla Terra
Artemis II ha utilizzato anche l’Orion Artemis II Optical Communications System, o O2O, una tecnologia sviluppata dalla NASA nell’arco di oltre vent’anni. Il sistema è in grado di trasmettere dati dalla navicella Orion a una velocità fino a 260 megabit al secondo, sufficiente per trasmettere video 4K in tempo reale.
Uno dei terminali terrestri collegati a O2O si trova presso il Mount Stromlo Observatory dell’Australian National University, vicino a Canberra: una stazione fondamentale per la ricezione dei segnali laser durante le fasi della traiettoria di Orion visibili dall’emisfero australe.
Per completare il collegamento tra Mount Stromlo e il White Sands Complex della NASA, nel New Mexico, dove il video sarebbe stato elaborato e distribuito, la NASA aveva bisogno di un’infrastruttura di rete ad alte prestazioni che potesse essere realizzata rapidamente e funzionare in modo affidabile su larga scala.
Per questa tratta terrestre, la NASA ha utilizzato la rete globale AWS. Il segnale è stato instradato da Mount Stromlo a un nodo di rete in Australia e da lì fino a White Sands, coprendo circa 15.000 chilometri in pochi millisecondi.
AWS, NASA e l’Australian National University hanno collaborato per realizzare la connessione nell’arco di poche settimane, al costo paragonabile a quello di un computer portatile.
Dalla Luna agli schermi di milioni di spettatori
NASA+, la piattaforma ufficiale di streaming della NASA, ha funzionato da hub per tutta la copertura di Artemis II. La piattaforma utilizza i servizi AWS Elemental: MediaLive per la codifica del video in diretta e MediaConnect per assicurare il trasporto del segnale verso i partner di distribuzione, tra cui YouTube e Prime Video.
Nel corso della missione, NASA+ ha trasmesso in diretta il lancio, il sorvolo lunare e l’ammaraggio, mantenendo un flusso continuo tra le diverse fasi. La produzione ha coinvolto quattro centri NASA, interconnessi attraverso un workflow basato sul cloud.
Prime Video ha trasmesso gratuitamente la diretta, contribuendo all’obiettivo della NASA di raggiungere il pubblico più ampio possibile.
Il percorso delle immagini 4K ha seguito una catena articolata: il segnale è partito da Orion, è stato trasmesso via laser fino all’Australia, ha attraversato la rete AWS fino agli Stati Uniti, è stato codificato tramite AWS Elemental e infine distribuito agli spettatori su smartphone, televisori e piattaforme di streaming.
Una catena end-to-end lunga oltre un quarto di milione di miglia, che ha collegato la navicella Orion con milioni di persone sulla Terra.
Un banco di prova per le prossime missioni
Artemis II ha rappresentato anche un banco di prova tecnologico per le missioni successive del programma Artemis.
In vista di Artemis IV, con cui la NASA punta a riportare esseri umani sulla superficie lunare per la prima volta dal 1972, l’agenzia prevede un pubblico potenziale di circa 250 milioni di spettatori.
Le tecnologie utilizzate per Artemis II, dal calcolo delle traiettorie alla trasmissione ottica, fino alla distribuzione globale del video, costituiscono quindi una base importante per le future missioni lunari, che richiederanno infrastrutture sempre più affidabili, scalabili e capaci di operare in tempo reale.
