PHOENIX - infrastructure informatique orbitale

PHOENIX - infrastructure informatique orbitale

Concevoir et mettre en orbite les premières briques d’une infrastructure informatique mutualisée en orbite, basée sur une architecture décentralisée et modulaire.

PHOENIX - infrastructure informatique orbitale
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Description du projet

Le projet Phoenix vise à concevoir et mettre en orbite les premières briques d’un cloud orbital (une infrastructure informatique mutualisée en orbite). Ce cloud sera basé sur une architecture décentralisée et modulaire.

Toute organisation à l’échelle mondiale pourrait contribuer à son déploiement en ajoutant de manière incrémentale des briques standardisées et open source à l’infrastructure (spatial ou segment sol).
 

Ce projet s’inscrit dans la lignée du Jardin Fédération lancé en octobre 2019 , sur le thème : « Quelles organisations résilientes, collaboratives et responsables pour faire face aux enjeux de demain ? »

En effet, les efforts pour créer un Internet et une infrastructure informatique orbitale sont aujourd’hui en croissance et principalement menés par des GAFAM et des acteurs du newspace (Microsoft, SpaceX, etc.), avec les limitations suivantes :

  • coût de développement et de déploiement chiffré en centaines de millions de dollars

  • forte synergie avec les acteurs gouvernementaux américains

  • logiques propriétaires, fermées

A long terme, il y a un vrai risque de réduction du citoyen au statut de consommateur passif par des acteurs privés supranationaux.

 

En s’appuyant sur les valeurs de sa Charte, dont l’Ouverture, l’Inclusion et la Responsabilité, Fédération Open Space Makers veut au travers du projet Phoenix proposer un modèle alternatif de développement de cette infrastructure orbitale, au service de toute l’humanité.

 

Ce projet sera aussi l’occasion de faire le lien entre plusieurs autres projets Fédération, potentiellement en matière d’envoi de satellites, de systèmes de propulsion, de communication… Et il accroîtra ainsi leur attrait et leur visibilité.

Usages cibles

La phase de projet inclura une étude approfondie des usages cibles, pour pouvoir définir les services cibles à offrir, leurs utilisateurs et le coût de ces services.

Deux grands champs de services sont d’ores-et-déjà envisagés :

  • service spatial vers spatial : fournir de la capacité de calcul et de stockage pour des systèmes orbitaux qui en sont dépourvus ou en faible capacité (par exemple, pour externaliser le calcul de trajectoire d’évitement de débris, en l’absence d’accès à une infrastructure au sol)

  • Service spatial vers le sol :

    • fournir une infrastructure de secours, en cas de non disponibilité de l’infrastructure terrestre (catastrophe naturelle, cyber-attaque, bande passante contrainte…), pour assurer la continuité d’activité.

    • fournir de nouveaux types de services, en proposant une puissance de calcul significative avec une latence minimale (satellites en orbite basse), disponible en-dehors des zones denses et bien couvertes par les réseaux classiques.

Projets similaires en open source

De nombreuses briques du système visé existent déjà en open source, surtout sur l’architecture IT (notamment orchestration cloud par OpenStack, Kubernetes, ou OpenNebula).

Sur le segment sol, il est très probable que le travail et la communauté du réseau SatNOGS (Satellite Networked Open Ground Station - Station terrestre open source en réseau : ensemble de logiciels et matériels visant à créer un réseau de stations sol open source) pourront servir de base à la définition des solutions techniques.

Quand à la plateforme satellite, un nombre croissant de designs de satellites open source existe (cf page wiki dédiée). Néanmoins a priori il n’y a pas encore de projet open source dédié à l’optimisation de l’infrastucture pour un serveur orbital.

 

Il faut citer SpaceChain : ce projet recouvre une partie des objectifs de Phoenix, développant un système d’exploitation open source sécurisé par blockchain conçu pour être mis en œuvre sur une constellation de satellites. Néanmoins, SpaceChain est une entreprise, et l’objectif affiché est de créer une cryptomonnaie qui servira de base aux échanges de service entre nœuds du système.

Organigramme fonctionnel

  • Architecture IT : chaque satellite constituera un “ noeud ” de l’infrastructure, assimilable aux composants physiques d’une infrastructure informatique terrestre, principalement nœud de traitement de l’information et/ou de stockage (serveur), et nœud de communication (routeur / switch).

  • Plateforme spatiale : conception matérielle de ce qui est propre à un serveur / switch en orbite : alimentation, protection face aux aléas environnementaux (températures, radiations, débris…), contrôle d’attitude, éventuellement propulsion. Potentiellement on pourrait envisager la virtualisation de l’ordinateur de bord (pas d’ordi de bord physique dédié).

  • Système de communication : communication intra-constellation et avec le sol

  • En transverse à ces systèmes, sécurisation globale du système face aux attaques et accès non autorisés

  • Segment Sol : définition des modalités d’opération de nos satellites, du lien avec les autres acteurs du spatial (tracking, détection collision, interférences diverses...)

Roadmap

2020- 2021 :

  • Etude de concept (économiques, gouvernance, règlementaires, technique et technologiques) et définition de l’architecture de la première génération de cloud (services / bas débit vs haut débit)

  • Construction de la logique de développement incrémentale

  • Définition du protocole de communication (potentiellement utilisation de la technologie blockchain pour la sécurisation de l’information en continuité avec les travaux menés sur la plateforme web en 2020) et validation à partir d’un lien satellitaire existant (voir https://entreprises.cnes.fr/fr/effectuer-des-tests)

2021-2022  :

  • Développement du premier démonstrateur (objectif 2U)

2023  :

  • Lancement du premier démonstrateur

  • Validation du concept

  • Démarrage du développement de la première plateforme Open Source PHOENIX

2025  :

  • Mise en place de la gouvernance finale (operateur décentralisé)

  • Lancement de la première plateforme Open Source Phoenix

2026  :

  • Déploiement de la première génération de constellation open source : production et lancement par d’autres acteurs des plateformes PHOENIX ou de plateformes compatibles de PHOENIX (forking ou équipements en passager)


 

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