Possível? Sim é possível, mas não sei se vai funcionar bem pra você.
Você teria que fazer um particionamento quase como de um servidor, sendo que todas as partições que ocupem muito espaço deveriam ficar no HD de 500Gb.
Então você poderia deixar no SSD : boot (/boot), raiz (/)
As outras no de 500Gb: /var , /usr , /lib , swap, /home .
São muitas partições e cada uma com um tamanho a ser escolhido!
Não sei qual o uso que você vai fazer do seu sistema. Dependendo do uso tem que mudar a configuração do que vai para o HD maior.
Quanto de espaço você vai deixar no SSD para o Linux? Conforme o tamanho nem compensa fazer esse particionamento. Pode fazer como o selvaking sugere.
Pra você ter uma idéia, o /var , /usr e o /lib podem ser responsáveis por pelo menos 25% do espaço ocupado pelo sistema, fora os dados pessoais contidos no /home. No meu sistema, e olha que eu instalo muita coisa, estes três ocupam 10GB!