Benchmark Space Systems riduce i tempi di simulazione di oltre l'85% con Rescale e AWS

Benchmark Space Systems sviluppa una tecnologia di propulsione unica per spostare in modo economico i satelliti in orbite privilegiate dopo essere stati lanciati nello spazio da razzi più grandi. Si stima che il mercato in rapida crescita dei suoi prodotti, noto come assistenza, assemblaggio e produzione in orbita (OSAM), abbia già raggiunto un valore di miliardi di dollari. Il mantenimento di un complesso ecosistema di infrastrutture satellitari richiede un'ampia attività di ricerca e sviluppo e una simulazione intensiva in termini di calcolo.

Il team di progettazione utilizza risorse di calcolo ad alte prestazioni (HPC) per eseguire simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) prima che vengano avviate alla produzione. Per evitare rallentamenti dovuti alla capacità di calcolo limitata che potrebbe portare a ritardi nelle date di lancio, l'azienda è passata dall'esecuzione dell'HPC on-premise ad AWS. Utilizzando la piattaforma di automazione HPC di Rescale per gestire i servizi AWS, gli ingegneri di Benchmark hanno ridotto i tempi di simulazione da otto ore a un'ora, e questo gli ha permesso di trovare nuovi modi per far crescere le loro offerte e il business. "Con una crescita del fatturato superiore al 400% lo scorso anno e cinque missioni fondamentali che verranno lanciate nel 2021, abbiamo superato le nostre aspettative di raccolta fondi e crescita negli ultimi due anni", ha dichiarato Chris Carella, Executive Vice President di Business Development e Strategy di Benchmark Space Systems.

Avviata nel 2017, Benchmark Space Systems è considerata il punto di riferimento per le soluzioni di mobilità nello spazio, al servizio degli operatori di satelliti e veicoli spaziali nel segmento Space 2.0. Si impegna a fornire la soluzione di propulsione più economica per le esigenze delle missioni satellitari di piccole dimensioni, dalle semplici regolazioni dell'orbita alle manovre ad alta agilità. I prodotti per la mobilità nello spazio dell'azienda combinano hardware, software e servizi per soddisfare le esigenze operative comuni, incluso l'inserimento in orbita nell'ultimo miglio dal razzo. Fin dalla sua nascita, Benchmark è cresciuta del 100 percento ogni anno grazie alla sua capacità di mettere in orbita nuove soluzioni in un mercato competitivo e in rapido sviluppo.

Gli ingegneri di Benchmark utilizzano la fluidodinamica computazionale (CFD) per modellare molti dei suoi progetti termici e strutturali. Occorrono da centinaia di migliaia a milioni di ore di core all'anno per eseguire i carichi di lavoro CFD in un lasso di tempo ragionevole. In alcuni casi, gli ingegneri possono semplificare eccessivamente i modelli in modo da poter utilizzare la potenza del computer e accelerare i tempi di realizzazione dei risultati, il che può portare a errori o imprecisioni.

A causa della natura mission critical dei progetti di Benchmark, gli ingegneri dovevano mantenere la piena integrità dei loro test, ma dovevano anche rispettare tempistiche estremamente strette. "Ci aspettavamo che la capacità di calcolo potesse facilmente diventare un collo di bottiglia che ci impediva di fornire i migliori tempi di consegna, soprattutto quando ci viene chiesto di creare configurazioni iniziali per più programmi per i clienti in parallelo", ha spiegato Carella. L'azienda ha cercato l'accesso su richiesta alle risorse di calcolo ad alte prestazioni (HPC) per eseguire CFD. Inoltre, volevano una soluzione automatizzata che gestisse e ottimizzasse le risorse HPC sottostanti per il team delle dimensioni di una startup.

Tradizionalmente, gli ingegneri utilizzano sistemi diversi per diverse attività come l'esecuzione di simulazioni, l'archiviazione di dati, la creazione di modelli, la condivisione di idee o la pubblicazione dei risultati. Non solo ogni sistema richiede il proprio accesso, ma gli ingegneri devono anche trasferire manualmente dati e informazioni. Con la piattaforma di automazione HPC Rescale, gli ingegneri di Benchmark utilizzano un unico piano di controllo (control-plane) basato sul cloud, che consente una migliore condivisione dei dati, la collaborazione sul flusso di lavoro e il controllo e la visibilità della gestione. Implementando la piattaforma di automazione HPC Rescale utilizzando i servizi AWS, Benchmark può garantire un'iterazione efficiente delle simulazioni dei suoi modelli ed eliminare le isole di analisi, riducendo contemporaneamente i tempi di esecuzione delle simulazioni rispetto ai sistemi HPC locali. Rescale offre una piattaforma informatica intelligente che supporta simulazioni CFD e configura, gestisce e ottimizza automaticamente le risorse HPC per gli ingegneri.

In media, possono essere necessarie otto ore per eseguire una simulazione del modello e l'ottimizzazione per ogni missione può talvolta richiedere 20 iterazioni per sistema. "Ciò significa che sono necessari 20 giorni di iterazioni di sviluppo per ottimizzare una configurazione di sistema complessa o sofisticata", ha spiegato Carella. "E un singolo sistema può far funzionare fino a 16 propulsori". Utilizzando le risorse HPC su AWS anziché sul sistema on-premise, il team ha ridotto la simulazione di 8 ore a un'ora. Analogamente, la soluzione Rescale semplifica la gestione della tecnologia e libera gli ingegneri.

La piattaforma di automazione HPC Rescale offre una soluzione preconfigurata che consente al team di Benchmark di ottenere le migliori prestazioni, il miglior costo e la migliore configurazione dal proprio ambiente AWS. Progettato per l'HPC ibrido e cloud e pensato specificamente per le aziende in fase di ricerca e sviluppo, Rescale è sfruttato da Benchmark per ottimizzare ulteriormente l'uso dei servizi AWS. "Rescale offre una soluzione HPC cloud end-to-end che massimizza i processi di simulazione e modellazione, nonché la gestione aziendale, l'automazione, la gestione del budget e i processi di conformità alla sicurezza", ha dichiarato Dylan Collie, Account Executive di Rescale.

La soluzione Rescale e i servizi AWS offrono a clienti come Benchmark un migliore controllo e flessibilità sul modo in cui eseguono le simulazioni, anche se Rescale seleziona le istanze del server e le risorse HPC ausiliarie per loro dietro le quinte. "Tramite AWS, abbiamo accesso all'infrastruttura e ai tipi di core più recenti e avanzati disponibili al giorno d'oggi", ha affermato Collie.

Nei prossimi 10 anni, si prevede che circa 50.000 satelliti verranno lanciati nello spazio. Avranno tutti bisogno di soluzioni di mobilità specifiche per completare con successo la missione. L'utilizzo della piattaforma Rescale con i servizi AWS garantisce che Benchmark sia in grado di eseguire simulazioni di modelli rapide ed efficienti per ottimizzare configurazioni di sistema complesse, aiutando i clienti del settore spaziale a fare un piccolo passo per i propri satelliti e un grande passo avanti per il loro tipo di attività.