Benchmark Space Systems verkürzt die Simulationszeiten mithilfe von Rescale und AWS um über 85 %

Benchmark Space Systems entwickelt eine einzigartige Antriebstechnologie, um Satelliten auf sparsame Weise in günstigere Umlaufbahnen zu bringen, nachdem sie mit größeren Raketen ins All geschossen wurden. Der schnell wachsende Markt für diese Produkte, bekannt als On-Orbit-Servicing, Assembly and Manufacturing (OSAM), wird bereits als in Milliardenhöhe geschätzt. Die Aufrechterhaltung eines komplexen Ökosystems der Satelliteninfrastruktur erfordert umfangreiche Forschung und Entwicklung sowie rechenintensive Simulationen.

Das Entwicklungsteam nutzt Ressourcen für High Performance Computing (HPC), um CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) durchzuführen, bevor sie in die Produktion gehen. Um Engpässe aufgrund begrenzter Rechenkapazität zu vermeiden, die zu verzögerten Startterminen führen könnten, stellte das Unternehmen von der On-Premises-Ausführung von HPC auf AWS um. Durch den Einsatz der HPC-Automatisierungsplattform von Rescale bei der Verwaltung von AWS-Services konnten Benchmarks Ingenieure die Simulationszeiten von acht Stunden auf eine Stunde reduzieren und so neue Wege finden, um ihr Angebot und das Geschäft auszubauen. „Mit einem Umsatzwachstum von über 400 Prozent im letzten Jahr und fünf bedeutenden Missionen, die im Jahr 2021 an den Start gingen, haben wir unsere Erwartungen an die Finanzierung und das Wachstum in den letzten zwei Jahren übertroffen“, sagte Chris Carella, Executive Vice President of Business Development and Strategy bei Benchmark Space Systems.

Benchmark Space Systems wurde 2017 gegründet und gilt als die erste Adresse für Mobilitätslösungen im Weltraum und bedient Satelliten- und Raumfahrzeugbetreiber im Segment Space 2.0. Es ist bestrebt, die kostengünstigste Antriebslösung für kleine Satellitenmissionen bereitzustellen, von einfachen Orbitanpassungen bis hin zu Manövern mit hoher Agilität. Die Mobilitätsprodukte des Unternehmens im Weltraum kombinieren Hardware, Software und Dienstleistungen, um den allgemeinen betrieblichen Anforderungen gerecht zu werden, einschließlich der Einführung in die Umlaufbahn von der Rakete aus. Seit seiner Gründung ist Benchmark jedes Jahr um 100 Prozent gewachsen, was auf seine Fähigkeit zurückzuführen ist, in einem sich schnell entwickelnden und wettbewerbsintensiven Markt neue Lösungen zu präsentieren.

Benchmark-Ingenieure verwenden Computation Fluid Dynamics (CFD), um viele ihrer thermischen und strukturellen Designs zu modellieren. Es erfordert Hunderttausende bis Millionen von Kernstunden pro Jahr, um CFD-Workloads innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens auszuführen. In manchen Fällen vereinfachen Ingenieure die Modelle zu sehr, um die verfügbare Computerleistung zu nutzen und die Zeit bis zum Ergebnis zu verkürzen. Das kann zu Fehlern oder Ungenauigkeiten führen.

Da die Entwürfe von Benchmark äußerst wichtig sind, mussten die Ingenieure die volle Integrität ihrer Tests aufrechterhalten, aber auch einen extrem engen Zeitrahmen einhalten. „Wir gingen davon aus, dass die Rechenkapazität leicht zu einem Engpass werden könnte, der uns daran hinderte, erstklassige Lieferzeiten zu erzielen, insbesondere wenn wir gebeten werden, Erstkonfigurationen für mehrere Kundenprogramme parallel zu erstellen“, erklärte Carella. Das Unternehmen suchte nach einem On-Demand-Zugriff auf High Performance Computing (HPC)-Ressourcen, um CFD auszuführen. Außerdem wollten sie eine automatisierte Lösung, die die zugrundeliegenden HPC-Ressourcen für das Team in Startup-Größe verwaltet und optimiert.

Traditionell verwenden Ingenieure unterschiedliche Systeme für verschiedene Vorgänge wie das Ausführen von Simulationen, das Speichern von Daten, das Erstellen von Modellen, den Austausch von Ideen oder das Veröffentlichen von Ergebnissen. Nicht nur erfordert jedes System eine eigene Anmeldung, sondern die Techniker müssen auch Daten und Informationen manuell übertragen. Mit der HPC-Automatisierungsplattform von Rescale verwenden die Ingenieure von Benchmark eine einzige cloudbasierte Steuerebene, die einen verbesserten Datenaustausch, die Zusammenarbeit im Workflow sowie die Kontrolle und Transparenz des Managements ermöglicht. Durch den Einsatz der Rescale-HPC-Automatisierungsplattform mithilfe von AWS-Services kann Benchmark eine effiziente Iteration seiner Modellsimulationen sicherstellen und Analyseinseln vermeiden. Gleichzeitig werden die Simulationslaufzeiten im Vergleich zu On-Premises-HPC-Systemen verkürzt. Rescale bietet eine intelligente Computing-Plattform, die CFD-Simulationen unterstützt und HPC-Ressourcen für Ingenieure automatisch konfiguriert, verwaltet und optimiert.

Im Durchschnitt kann die Ausführung einer Modellsimulation acht Stunden dauern, und die Optimierung für jede Mission kann manchmal 20 Iterationen pro System erfordern. „Das bedeutet, dass für die Optimierung einer komplexen oder anspruchsvollen Systemkonfiguration ganze 20 Tage an Entwicklungsiterationen erforderlich sind“, erklärte Carella. „Und ein einziges System kann bis zu 16 Triebwerke betreiben.“ Durch die Verwendung von HPC-Ressourcen auf AWS anstelle des On-Premises-Systems reduzierte das Team seine 8-stündige Simulation auf eine Stunde. In ähnlicher Weise abstrahiert die Rescale-Lösung das Technologiemanagement und entlastet die Ingenieure.

Die Rescale-HPC-Automatisierungsplattform bietet eine schlüsselfertige Lösung, die es dem Team von Benchmark ermöglicht, die beste Leistung, Kosten und Konfiguration aus seiner AWS-Umgebung herauszuholen. Benchmark wurde für Hybrid- und Cloud-HPC entwickelt und richtet sich speziell an Unternehmen in der Forschungs- und Entwicklungsphase. Es verwendet Rescale, um die Nutzung von AWS-Services weiter zu optimieren. „Rescale bietet eine End-to-End-Cloud-HPC-Lösung, die Simulations- und Modellierungsprozesse sowie Prozesse in den Bereichen Unternehmensführung, Automatisierung, Budgetmanagement und Security-Compliance-Prozesse maximiert“, sagte Dylan Collie, Account Executive bei Rescale.

Die Lösung von Rescale und die AWS-Services bieten Kunden wie Benchmark eine bessere Kontrolle und Flexibilität bei der Durchführung von Simulationen, obwohl Rescale hinter den Kulissen die Server-Instances und zusätzlichen HPC-Ressourcen für sie auswählt. „Über AWS haben wir Zugriff auf die neuesten und besten Infrastrukturen und Kerntypen, die heute verfügbar sind“, sagte Collie.

In den nächsten 10 Jahren werden voraussichtlich 50 000 Satelliten ins All starten. Sie alle werden spezifische Mobilitätslösungen benötigen, um die Mission erfolgreich abzuschließen. Der Betrieb der Rescale-Plattform mit AWS-Services stellt sicher, dass Benchmark schnelle und effiziente Modellsimulationen zur Optimierung komplexer Systemkonfigurationen durchführen kann. So können Raumfahrtkunden einen kleinen Schritt für ihre Satelliten und einen großen Schritt für ihre Art von Geschäft machen.