p Conforme os satélites coletam quantidades cada vez maiores de dados, engenheiros e pesquisadores estão implementando soluções para gerenciar esses enormes aumentos. p Os satélites de ciência da Terra de ponta, lançados nos próximos anos, darão vistas mais detalhadas de nosso planeta do que nunca. Seremos capazes de rastrear características oceânicas em pequena escala, como correntes costeiras que movem nutrientes vitais para as teias alimentares marinhas, monitorar quanta água doce flui através de lagos e rios, e detectar movimento na superfície da Terra de menos de meia polegada (um centímetro). Mas esses satélites também produzirão um dilúvio de dados que fará com que engenheiros e cientistas configurem sistemas na nuvem capazes de processar, armazenamento, e analisar todas essas informações digitais.

p "Cerca de cinco ou seis anos atrás, percebeu-se que as futuras missões da Terra gerariam um grande volume de dados e que os sistemas que estávamos usando se tornariam inadequados muito rapidamente, "disse Suresh Vannan, gerente do Physical Oceanography Distributed Active Archive Center baseado no Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia.

p O centro é um dos vários do programa Earth Science Data Systems da NASA responsável pelo processamento, arquivamento, documentando, e distribuição de dados dos satélites de observação da Terra e projetos de campo da agência. O programa vem trabalhando há vários anos em uma solução para o desafio do volume de informações, movendo seus dados e sistemas de tratamento de dados de servidores locais para a nuvem - software e serviços de computação executados na Internet em vez de localmente na máquina de alguém.

p O satélite Sentinel-6 Michael Freilich, parte da missão U.S.-European Sentinel-6 / Jason-CS (Continuity of Service), é o primeiro satélite da NASA a utilizar este sistema de nuvem, embora a quantidade de dados que a espaçonave envia de volta não seja tão grande quanto os dados que muitos satélites futuros retornarão.

p Duas dessas próximas missões, SWOT e NISAR, juntos produzirão cerca de 100 terabytes de dados por dia. Um terabyte equivale a cerca de 1, 000 gigabytes - armazenamento digital suficiente para aproximadamente 250 filmes de longa metragem. SWOT, abreviação de Surface Water and Ocean Topography, irá produzir cerca de 20 terabytes de dados científicos por dia, enquanto a missão NISAR (NASA-Indian Space Research Organization Synthetic Aperture Radar) irá gerar cerca de 80 terabytes diários. Os dados do SWOT serão arquivados no Physical Oceanography Distributed Active Archive Center, enquanto os dados do NISAR serão tratados pelo Alaska Satellite Facility Distributed Active Archive Center. O arquivo de dados de ciências da Terra atual da NASA tem cerca de 40 petabyes (1 petabyte é 1, 000 terabytes), mas em 2025 - alguns anos após o lançamento do SWOT e do NISAR - o arquivo deve conter mais de 245 petabytes de dados.

p Tanto o NISAR quanto o SWOT usarão instrumentos baseados em radar para coletar informações. Visando um lançamento em 2023, NISAR irá monitorar a superfície do planeta, coleta de dados sobre as características ambientais, incluindo mudanças na terra associadas a terremotos e erupções vulcânicas, mudanças nos mantos de gelo e geleiras da Terra, e flutuações nas atividades agrícolas, zonas úmidas, e o tamanho das florestas.

p Definido para um lançamento em 2022, SWOT irá monitorar a altura da água da superfície do planeta, oceano e água doce, e ajudará os pesquisadores a compilar o primeiro levantamento da água doce do mundo e das correntes oceânicas em pequena escala. SWOT está sendo desenvolvido em conjunto pela NASA e a agência espacial francesa Centre National d'Etudes Spatial.

p "Esta é uma nova era para as missões de observação da Terra, e a enorme quantidade de dados que irão gerar requer uma nova era para o manuseio de dados, "disse Kevin Murphy, diretor de dados científicos da Diretoria de Missões Científicas da NASA. "A NASA não está apenas trabalhando em toda a agência para facilitar o acesso eficiente a uma infraestrutura de nuvem comum, também estamos treinando a comunidade científica para acessar, analisar, e usar esses dados. "

p Downloads mais rápidos

p Atualmente, Os satélites de ciências da terra enviam dados de volta às estações terrestres, onde os engenheiros transformam as informações brutas de uns e zeros em medições que as pessoas podem usar e entender. O processamento dos dados brutos aumenta o tamanho do arquivo, mas para missões mais antigas que enviam quantidades relativamente menores de informações, isso não é um grande problema. As medições são então enviadas para um arquivo de dados que mantém as informações nos servidores. Em geral, quando um pesquisador deseja usar um conjunto de dados, eles se conectam a um site, baixe os dados que eles querem, e trabalhar com ele em sua máquina.

p Contudo, com missões como SWOT e NISAR, isso não será viável para a maioria dos cientistas. Se alguém quiser fazer o download de um dia de informações do SWOT em seu computador, eles precisariam de 20 laptops, cada um capaz de armazenar um terabyte de dados. Se um pesquisador quisesse baixar dados de quatro dias do NISAR, levaria cerca de um ano para funcionar em uma conexão média de internet doméstica. Trabalhar com dados armazenados na nuvem significa que os cientistas não terão que comprar discos rígidos enormes para baixar os dados ou esperar meses enquanto vários arquivos grandes são baixados para o sistema. "O processamento e armazenamento de grandes volumes de dados na nuvem permitirá um custo-benefício, abordagem eficiente para o estudo de problemas de big data, "disse Lee-Lueng Fu, Cientista do projeto JPL para SWOT.

p Limitações de infraestrutura não serão tão preocupantes, qualquer, já que as organizações não terão que pagar para armazenar quantidades incompreensíveis de dados ou manter o espaço físico para todos os discos rígidos. "Simplesmente não temos o espaço de servidor físico adicional no JPL com capacidade e flexibilidade suficientes para suportar NISAR e SWOT, "disse Hook Hua, um arquiteto de sistemas de dados científicos JPL para ambas as missões.

p Os engenheiros da NASA já aproveitaram esse aspecto da computação em nuvem para um produto de prova de conceito usando dados do Sentinel-1. O satélite é uma missão da ESA (Agência Espacial Europeia) que também analisa as mudanças na superfície da Terra, embora use um tipo de instrumento de radar diferente dos usados ​​pelo NISAR. Trabalhando com dados do Sentinel-1 na nuvem, os engenheiros produziram um mapa colorido mostrando a mudança na superfície da Terra de áreas mais vegetadas para desertos. "Demorou uma semana de computação constante na nuvem, usando o equivalente a milhares de máquinas, "disse Paul Rosen, Cientista do projeto JPL para NISAR. "Se você tentou fazer isso fora da nuvem, você teria que comprar todas aquelas milhares de máquinas. "

p A computação em nuvem não substituirá todas as maneiras pelas quais os pesquisadores trabalham com conjuntos de dados científicos, mas pelo menos para as ciências da terra, com certeza está ganhando terreno, disse Alex Gardner, um membro da equipe científica do NISAR no JPL que estuda geleiras e a elevação do nível do mar. Ele prevê que a maioria de suas análises acontecerá em outro lugar no futuro próximo, em vez de em seu laptop ou servidor pessoal. "Espero que em cinco a 10 anos, Não terei muito disco rígido no meu computador e estarei explorando a nova mangueira de incêndio de dados na nuvem, " ele disse.