回顧中國嫦娥三號探測器奔月之旅，環(huán)繞月球，并登陸月球，由著陸器和“玉兔號”月球車組成的嫦娥三號在月球虹灣地區(qū)降落，當月球車目前已成功探測并傳送有關(guān)月球表面形貌，地質(zhì)構(gòu)造，礦物及化學(xué)成分的數(shù)據(jù)和三維圖像時，我們實現(xiàn)了最近37 年來的第一次月面軟著陸，這一時刻載入史冊。

中國的探月工程分為“ 繞、落、回”三個階段，時間跨度從2007年到2020年，但其實測器的軟著陸是登月計劃中最困難的一項任務(wù)。即2015年以后, 研制和發(fā)射小型采樣返回艙、月表鉆巖機、月表采樣器、機器人操作臂等, 采集關(guān)鍵性樣品返回地球, 對著陸區(qū)進行考察, 為下一步載人登月探測、建立月球前哨站的選址提供數(shù)據(jù)資料。此段工程的結(jié)束將使我國航天技術(shù)邁上一個新的臺階。

最困難任務(wù)背后的
“核心團隊”

落月過程中，中科院上海天文臺在跟蹤、測量、監(jiān)視探測器動力下降時扮演了關(guān)鍵的角色。如此重大意義的工程背后必然有更強大的數(shù)據(jù)中心作支撐！

此前，天文臺搬遷到一個新數(shù)據(jù)中心并向幾個供應(yīng)商咨詢有關(guān)適用于嫦娥三號探月基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)要求。中科院上海天文臺選定長期合作伙伴戴爾作為數(shù)據(jù)中心的重要供應(yīng)商。通過與戴爾基礎(chǔ)架構(gòu)咨詢服務(wù)合作，天文臺設(shè)計并配置了能夠滿足其帶寬，高強度計算，以及性能需求的解決方案。

在追蹤嫦娥三號登月之旅的過程中，中科院上海天文臺負責其中的甚長基線干涉測量（VLBI ） 系統(tǒng)，是追蹤嫦娥三號奔月的幾個子系統(tǒng)之一。它由五個大型射電望遠鏡組成一個網(wǎng)絡(luò)，不斷地測量探測器軌道與位置信息。該VLBI 系統(tǒng)需要高性能計算集群進行實時數(shù)據(jù)傳輸、存貯及處理。

?戴爾卓越HPCC方案
——保障奔月之利器

20 天的精密衛(wèi)星軌道實時追蹤， 60秒內(nèi)的實時數(shù)據(jù)處理、結(jié)果傳送。

中科院上海天文臺VLBI 指揮控制中心副主任設(shè)計師陳中說，“ 我們的任務(wù)是在為期20 天的精密衛(wèi)星軌道追蹤中，進行數(shù)據(jù)的實時測量并把結(jié)果傳送到北京航天飛行控制中心。該中心對探測器發(fā)送命令使其安全地自行控制降落。在這個過程中，我們用射電望遠鏡收集了大量的數(shù)據(jù)并依靠HPCC 進行處理，同時在不到60 秒的時間內(nèi)把所需的計算結(jié)果傳送到控制中心。”

?戴爾卓越HPCC
——包含什么內(nèi)容？

陳中這樣解釋，“ 我們花了相當多的時間與戴爾在項目的早期測試HPCC 解決方案，并確保它符合我們的具體要求。戴爾能夠提供完整的端到端解決方案，包括硬件，軟件和涉及在月球軟著陸的密集期所需的特定支持服務(wù)。”

這套解決方案包括了采用戴爾 PowerEdge M1000e 刀片機箱的可擴容的、高密度的戴爾 PowerEdge M620 、R720 和 R910 服務(wù)器，確保高可用性、高效準確的數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)中心空間的充分利用。

與此同時，戴爾網(wǎng)絡(luò)M6220 交換機和 Mellanox M6301Q 交換機確保天文臺可以滿足嚴格的要求，提供40GbE 網(wǎng)絡(luò)帶寬。該解決方案還包括戴爾PowerVault MD1200 直連存儲和戴爾Precision T7500 塔式工作站，用來監(jiān)控天文臺與北京控制中心的視頻流。減少碳排放也是數(shù)據(jù)中心的一個核心目標，通過部署戴爾刀片服務(wù)器所實現(xiàn)的能源節(jié)省滿足了上海天文臺的需求。

“ 我們很高興能夠與戴爾長期合作并討論我們的技術(shù)需求。在這個過程中戴爾團隊成為值得信賴的顧問，使我們能夠制定相關(guān)要求?；谒麄兊膶I(yè)精神和高超技術(shù)，我們選擇了戴爾作為我們的合作伙伴。” 陳中說道。

?降低探月潛在風(fēng)險
—— OME主動監(jiān)控探月進程的高級系統(tǒng)管理控制臺

OME是Open Manage Essentials系統(tǒng)管理控制臺解決方案的簡稱，簡單又強大！

為了確保天文臺團隊可以監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施并提供積極主動的支持，他們安裝了戴爾OpenManage Essentials 。以往每臺機器都需要人工監(jiān)控，但OpenManage 的系統(tǒng)管理控制臺卻提供了簡單、自動化的硬件管理。

通過使用Open Manage ，戴爾團隊在項目啟動前一個月檢查了所有的基礎(chǔ)設(shè)施并對所有固件進行升級。這兩項任務(wù)有助于大大減少可能影響探月任務(wù)的潛在風(fēng)險。

數(shù)據(jù)中心成功實施幾個月后，HPCC 平臺在籌備降落月球所需的數(shù)據(jù)處理過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。探測器數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實時傳遞到 HPCC 的處理平臺，接著轉(zhuǎn)發(fā)到后臺系統(tǒng)進行精細處理和分析，以便在降落月面時減少風(fēng)險。

另外，通過與戴爾團隊的廣泛規(guī)劃，天文臺消除了單點故障帶來的風(fēng)險并實現(xiàn)了高可用性。為了確保天文臺滿足其應(yīng)用程序的I/O 密集需求并避免HPCC 的 NFS 瓶頸，該解決方案利用Lustre的并行分布式文件系統(tǒng)，通過在四個存儲節(jié)點傳播數(shù)據(jù)來提供冗余。這意味著在落月時用來控制探測器所需的數(shù)據(jù)即使系統(tǒng)發(fā)生故障也仍舊可以保持高度可用。

陳中表示：作為整個過程的中間點,HPCC提供了一項關(guān)鍵的功能。在系統(tǒng)完全不宕機的情況下，我們實現(xiàn)了高可用性，同時滿足了實時數(shù)據(jù)的要求以及對探月工程的承諾。

世上前所未有的復(fù)雜任務(wù)
戴爾通過技術(shù)助攻關(guān)

中科院上海天文臺的 VLBI 數(shù)據(jù)中心把從嫦娥三號衛(wèi)星接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過復(fù)雜處理，然后發(fā)送到北京控制中心的時間差距從之前嫦娥二號執(zhí)行任務(wù)時的 10 分鐘降低到 1 分鐘之內(nèi)。

但，戴爾HPCC解決方案則有更大的突破！

陳中說道，“HPCC 有著實時數(shù)據(jù)的要求。我們需要數(shù)據(jù)在 60 秒完成多點數(shù)據(jù)接收、海量數(shù)據(jù)處理分析和實時發(fā)送，此項時間框架是世界上前所未有的。但我們通過技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)新算法，并配合戴爾的高性能硬件實現(xiàn)了快速傳輸數(shù)據(jù)的目標，最快時只用 15 秒。 較為復(fù)雜的任務(wù)，比如在特殊的弧段，則需要大約 45 秒傳送。”

由于包括中科院上海天文臺的VLBI 網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的一系列系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)，嫦娥三號探測器得以安全在月球表面著陸。著陸過程中所觀測的數(shù)據(jù)將用于正在進行的科學(xué)研究，并支持未來的月球探測。

對于此，陳中用北京航天的賀電來表達他對戴爾的贊賞，賀電稱：“在任務(wù)準備和執(zhí)行過程中，中科院上海天文臺發(fā)揚科學(xué)求實精神，嚴慎細實，攻堅克難，為任務(wù)的圓滿成功作出了卓越貢獻。”

真正白金級別
戴爾ProSupport Plus
的關(guān)鍵意義

陳中的贊賞除了過硬的解決方案，還包括戴爾設(shè)立的一個專屬應(yīng)急團隊，這個團隊支持嫦娥三號的探月任務(wù)。在技術(shù)客戶經(jīng)理的主動協(xié)調(diào)下，該團隊在探月任務(wù)開始之前采取一系列預(yù)防性的措施，確保在任務(wù)執(zhí)行階段把服務(wù)響應(yīng)時間和解決問題的時間降低了一半。

ProSupport Plus的意義就在于，能夠立即診斷并積極解決可能影響任務(wù)的任何問題。零宕機很好地證明了該團隊為天文臺所提供的服務(wù)。

而這支團隊在整個探月過程中提供高品質(zhì)的ProSupport Plus 白金專業(yè)支持服務(wù)，確保VLBI 關(guān)鍵系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行階段，戴爾提供了 HPCC 備件并派遣幾位工程師到VLBI 數(shù)據(jù)中心，以便快速解決任何由于部件故障引起的意外情況。

如今，探月第三期工程的目標是月面巡視勘察與采樣返回，其中前期主要是研制和發(fā)射新型軟著陸月球巡視車。而戴爾與中科院上海天文臺的高性能計算集群平臺，將繼續(xù)助力中國探月工程圓滿完成既定任務(wù)！

結(jié)語

戴爾通過HPCC 平臺滿足航天任務(wù)的長期技術(shù)要求、高可用性助力關(guān)鍵系統(tǒng)控制落月；數(shù)據(jù)可以在低至15秒內(nèi)從上海天文臺傳送到北京控制中心、通過比以往快一半的響應(yīng)速度消除宕機時間、成功軟著陸。

戴爾 – 致力于通過卓越技術(shù)為正在進行的科學(xué)探測服務(wù)！

王珂玥

存儲在線（DOSTOR）主編