Некоторые аналитики считают, что концепция орбитальных центров обработки данных вполне осуществима. Однако план SpaceX по развертыванию космических центров обработки данных, поддерживаемых ошеломляющим количеством в 1 миллион спутников, сталкивается с огромными техническими, операционными и финансовыми проблемами.
Действительно ли план SpaceX по созданию космических центров обработки данных, состоящих из, казалось бы, заслоняющей Солнце группировки из 1 миллиона спутников, имеет все шансы на успех? Или это всего лишь сверхдорогая и чрезвычайно сложная идея, которая никогда не будет реализована в таком масштабе? Хотя до сих пор существует поразительная нехватка подробностей о том, как Илон Маск намерен реализовать свое видение, и длинный список проблем, которые необходимо преодолеть, эксперты и наблюдатели отрасли считают, что сама концепция создания космических центров обработки данных, по крайней мере, имеет потенциал.
Заявка SpaceX в Федеральную комиссию по связи (FCC) , поданная 31 января на фоне предполагаемого объединения SpaceX и xAI и запланированного IPO SpaceX, пролила свет на предлагаемый проект, получивший название SpaceX Orbital System. В ней описывается группировка из до 1 миллиона спутников, которые будут соединены оптическими каналами/лазерами и орбитальными оболочками на высоте от 500 до 2000 километров над поверхностью Земли. Используя солнечно-синхронные орбиты, группировка будет иметь практически круглосуточный доступ к солнечным лучам.
Ключевая идея использования орбитальных центров обработки данных в космосе заключается в преодолении недостатков в энергоснабжении и охлаждении, связанных со строительством множества центров обработки данных, оснащенных системами искусственного интеллекта, на поверхности Земли.
Ключевая идея использования орбитальных центров обработки данных в космосе заключается в преодолении недостатков в энергоснабжении и охлаждении, связанных со строительством множества центров обработки данных, оснащенных системами искусственного интеллекта, на поверхности Земли.
Маск: Создание космических центров обработки данных — это «очевидное решение»
Выступая в прошлом месяце на Всемирном экономическом форуме, Маск отметил, что система будет использовать радиаторы, направленные в сторону, противоположную солнцу, для охлаждения.
«Создание в космосе центров обработки данных для ИИ, работающих на солнечной энергии, — это очевидное решение. Достаточно солнечных панелей, направленных на солнце, и радиатора, отведённого от солнца, и всё будет просто охлаждаться. Самым экономичным местом для размещения ИИ станет космос, и это станет реальностью в течение трёх лет», — сказал он.
Но даже этого может оказаться недостаточно. «На Земле гипермасштабные центры обработки данных в значительной степени полагаются на воду и активное охлаждение. В космосе эти возможности исчезают», — объяснил консультант по спутниковой связи Карлос Пласидо в своем посте в LinkedIn, посвященном предложению SpaceX. Использование «пассивного радиационного охлаждения», которое является центральным элементом конструкции, «может стать истинным ограничивающим фактором для орбитального ИИ», добавил он.
Поразительный масштаб
Масштабы проекта поражают воображение. «Для сравнения, в настоящее время на орбите Starlink находится более 9000 спутников, что составляет примерно две трети всех спутников, запущенных за несколько лет», — пояснил аналитик MoffettNathanson Ник Дель Део в прошлом месяце в отчете под названием «Центры обработки данных в космосе: правильное решение или космическая диковинка?»
Темпы развертывания также поражают воображение, если учесть относительно короткий срок службы одного из спутников по сравнению с наземными центрами обработки данных, рассчитанными на десятилетия эксплуатации. Дель Део подсчитал, что для создания и поддержания группировки из 1 миллиона спутников, каждый из которых имеет пятилетний срок службы, SpaceX потребуется запускать на орбиту около 200 000 спутников ежегодно.
Для реализации этого плана критически важным станет космический корабль Starship компании SpaceX высотой 122 метра (403 фута), который будет оснащен полезной нагрузкой от 100 до 150 тонн. Дель Део оценивает, что Starship способен запускать около 60 спутников за один запуск. «200 000 спутников в год, разделенные на 60 спутников за запуск, подразумевают 3300 запусков Starship в год, или около девяти в день», — поясняет аналитик.
«Благодаря запускам каждый час, каждый из которых будет нести 200 тонн груза, Starship будет доставлять миллионы тонн на орбиту и за ее пределы ежегодно, открывая захватывающее будущее, в котором человечество будет исследовать мир среди звезд», — заявил Маск в электронном письме сотрудникам. «По моим оценкам, в течение 2-3 лет самым дешевым способом создания вычислительных мощностей для ИИ станет космос».
Но ничто из этого пока не учитывает необходимость создания цепочки поставок и сборочной линии для реализации проекта в таких темпах, а также капитальные затраты на столь масштабное начинание.
Дель Део предполагает, что орбитальные вычислительные мощности мощностью 100 гигаватт могут потребовать капитальных затрат в диапазоне от 4 до 5 триллионов долларов на оборудование Nvidia. Для сравнения, он отмечает, что совокупные капитальные затраты крупнейших компаний, таких как Amazon, Microsoft, Google и Oracle, как ожидается, составят 0,4 триллиона долларов. Прогнозируемый валовой внутренний продукт США на 2025 год составляет около 30,6 триллиона долларов.
Учитывая, что, по сообщениям, выручка SpaceX в 2025 году составила от 15 до 16 миллиардов долларов, проекту потребуется «огромный объем внешнего финансирования», пояснил аналитик.
Концепция «вполне приемлема», но требуется больше времени и прогресса
«Чтобы было ясно, мы не утверждаем, что реализация видения SpaceX невозможна», — сказал Дель Део, ссылаясь на более ранний отчет MoffettNathanson, в котором говорится, что космический вычислительный центр, по крайней мере технически и (возможно, финансово) «воплощен в жизнь», если ему дать достаточно времени и обеспечить дальнейший технологический прогресс.
«Однако, как следует из названия, существуют существенные проблемы, препятствующие созданию группировки спутников по образцу той, что предложила SpaceX. Как минимум, можно с уверенностью заключить, что полномасштабное создание группировки в ближайшее время не произойдет, учитывая необходимую операционную зрелость, развитие цепочки поставок и финансовые требования», — отметил Дель Део.
Этот аналитик также предполагает, что план по созданию 1 миллиона спутников «может быть явно первым шагом» для получения разрешения на создание относительно крупной, но все же гораздо меньшей по размеру группировки центров обработки данных.
Согласно публичному уведомлению, опубликованному 4 февраля, Федеральная комиссия по связи (FCC) приняла заявку SpaceX на размещение орбитальных центров обработки данных и теперь будет принимать комментарии по заявке и связанным с ней запросам на определенные исключения. В уведомлении указывается, что SpaceX запрашивает разрешение на использование частотных диапазонов 18,3–19,3 ГГц (космос-Земля) и 28,6–29,1 ГГц (Земля-космос). Комментарии и петиции принимаются до 6 марта, а ответы на замечания/возражения — до 23 марта.
Упрощенный взгляд на планы SpaceX
Чтобы наглядно показать предполагаемый масштаб, Пласидо также сослался на анимацию из инструментария анализа негеостационарных спутников (NCAT), демонстрирующую всего один спутник на каждой орбитальной плоскости в пределах 388 предполагаемых орбитальных оболочек. «Эта упрощенная визуализация недооценивает реальность, поскольку реальная система примерно в 2500 раз больше, чем показано», — пояснил он.
Ещё одна серьёзная проблема — обслуживание самих спутников, поскольку никто не сможет отправить туда специалиста для их обслуживания. Дель Део предполагает, что в будущем для обслуживания этих систем будут использоваться роботы, но признаёт, что «в обозримом будущем этого явно не произойдёт».
SpaceX не одинока в своих попытках воплотить эту идею в жизнь. Прошлой осенью Джефф Безос, у которого в разработке находится несколько спутниковых проектов, заявил, что он также считает, что центры обработки данных, работающие на солнечной энергии, имеют смысл и в конечном итоге превзойдут по стоимости наземные центры обработки данных. Nvidia, тем временем, поддержала стартап Starcloud , занимающийся созданием космических центров обработки данных. Google реализует «прорывной» проект Suncatcher , который предполагает использование процессоров Google Tensor Processing Units (специально разработанных ускорителей ИИ) и подключение к ним через оптические каналы связи в открытом космосе. Подход Google также предполагает использование тепловых трубок для охлаждения системы.
Синдром Кесслера и шкала Кардашева
План SpaceX вызвал новые дискуссии о том, как такое масштабное скопление спутников может повысить риск опасных столкновений спутников, но также представляет собой следующий шаг для человеческой цивилизации.
Следует отметить, что этот план вызвал новые дебаты о том, как столкновения спутников на низкой околоземной орбите (НОО) приведут к экспоненциальному скоплению обломков и возникновению синдрома Кесслера — сценария, который может сделать некоторые орбиты непригодными для использования на десятилетия (если не на поколения) и нанести серьезный ущерб работе GPS и существующих спутников.
«Я думаю, что будет чрезвычайно сложно безопасно эксплуатировать такое огромное количество спутников», — заявил астроном и специалист по отслеживанию спутников Джонатан Макдауэлл изданию PCMag.
Для решения этой проблемы компания SpaceX разработала Stargaze — систему ситуационной осведомленности в космосе (SSA), которая, по словам компании, будет предоставляться операторам спутников бесплатно. SpaceX отмечает, что в настоящее время Stargaze использует данные, полученные от почти 30 000 звездных трекеров, которые могут проводить «непрерывные наблюдения за близлежащими объектами». В заявлении SpaceX также указывается на «резервные возможности маневрирования», обеспечивающие возможность сведения спутников с орбиты при необходимости.
В более позитивном ключе, который, возможно, оценят поклонники «Звездного пути» , Маск также говорил о потенциале орбитальных систем, работающих на энергии Солнца, которые могли бы помочь цивилизации подняться по «шкале Кардашева». Эта концепция, предложенная в 1960-х годах покойным советским астрономом Николаем Кардашевым, начинается с цивилизации типа I, использующей энергию, доступную на ее родной планете. Цивилизация типа II будет использовать энергию своей звезды, а цивилизация типа III будет обладать энергией галактики. Согласно текущим оценкам, Земля относится к цивилизации типа 0 (на пути к типу 1, но в диапазоне от 0,7 до 0,73).
Планы SpaceX пока не вызвали бурных дискуссий о «сфере Дайсона» — теоретической мегаструктуре, построенной вокруг звезды для сбора её энергии. Но, если вернуться к теме «Звёздного пути» , то пребывание внутри сферы Дайсона легло в основу одного из эпизодов «Звёздного пути: Следующее поколение» . Так что, судя по предложению SpaceX, нам, безусловно, позволено дать волю своей фантазии.
