Размещение центров обработки данных в космосе сопряжено с огромными технологическими трудностями, несмотря на их преимущества на Земле для технологического коридора Вирджинии, пишет депутат Дэвид Рид.

В мои обязанности во время работы в Разведывательном управлении Министерства обороны (DIA) входило исследование и написание статей о потенциально прорывных технологиях и их влиянии на разведывательное сообщество. Именно на этой должности я впервые познакомился с концепциями хранения данных в ДНК и квантовых вычислений . А теперь, спустя некоторое время: я представляю 28-й избирательный округ в Генеральной Ассамблее Вирджинии, где расположено не менее 112 центров обработки данных и где ежедневно проходит 70% мирового интернет-трафика.

Хотя центры обработки данных принесли округу Лаудон высокооплачиваемые рабочие места как для членов профсоюзов, так и для не членов, способствовали экономическому развитию и снижению налогов на недвижимость, мои избиратели по-прежнему регулярно спрашивают: «Почему бы нам просто не разместить все эти центры обработки данных на орбите?»

Опираясь на свой опыт работы в DIA (Департаменте разведки США), Национальном разведывательном управлении, которое запускает национальные спутники-шпионы, а также на опыт работы в качестве бывшего глобального менеджера по продуктам высокоскоростной глобальной сети AT&T, важно понимать, что размещение центров обработки данных в космосе потребует кардинальных изменений в широком спектре технологий, прежде всего в области хранения данных, сетевого взаимодействия и квантовых вычислений.

В настоящее время современная взаимосвязанная глобальная экономика в значительной степени опирается на кремниевые запоминающие устройства, волоконно-оптические кабели и операционные системы, разработанные для работы в условиях контролируемого климата и защищенные от вредного космического излучения атмосферой и магнитным полем Земли. Рассмотрим некоторые проблемы, которые необходимо будет преодолеть для размещения центров обработки данных в космосе.

Доступ в космос затруднен

Только пять штатов США обладают возможностью вертикального запуска: Вирджиния, Флорида, Техас, Калифорния и Аляска. Даже самые мощные и многоразовые коммерческие ракеты сегодня обходятся в десятки миллионов долларов за каждый запуск.

Для вывода центров обработки данных на орбиту потребуется увеличить темпы запусков при значительном снижении затрат. Хотя такие компании, как SpaceX и Rocket Lab, расширяют границы частоты, надежности и многоразового использования, рутинное развертывание инфраструктуры размером с центр обработки данных на низкой околоземной орбите пока еще далеко.

Космос опасен

В фильме Джей Джей Абрамса « Звёздный путь » доктор Леонард «Боунс» Маккой так описывает опасности космоса: «Космос — это болезни и опасности, окутанные тьмой и тишиной. Одна крошечная трещина в обшивке — и наша кровь закипит за тринадцать секунд. Может произойти солнечная вспышка, которая испепелит нас прямо в креслах. Космос опасен».

Эта опасность угрожает не только людям — она в равной степени относится и к чувствительной электронике, необходимой для работы современных центров обработки данных. По некоторым оценкам, стоимость одного радиационно-стойкого микропроцессора может превышать 200 000 долларов, в отличие от 300 долларов за процессор, разработанный на Земле.

Ни одна из современных технологий для центров обработки данных не предназначена для работы вне земной атмосферы. Поэтому мы не можем просто взять серверную стойку, запустить её в космос и ожидать, что она будет работать. Запуск одной серверной стойки может стоить до 750 000 долларов, а в центре обработки данных среднего размера может быть до 2500 таких стоек.

Без защиты от радиации и со значительным увеличением стоимости они быстро превратились бы просто в очередной космический мусор.

Переосмысление хранения данных и вычислительных процессов.

Возможно, будущие технологии позволят – возможно – сократить количество запусков, но в любом случае, технологии все равно нужно будет усовершенствовать, чтобы противостоять смертельно опасной обстановке в космосе. Например, теоретически, хранилище ДНК могло бы вместить все знания человечества в коробку размером не больше домашнего холодильника.

Проблема заключается в том, что кодирование, запись и чтение данных из ДНК-накопителей происходят крайне медленно. Квантовые вычисления могли бы значительно ускорить обработку данных и процессы чтения-записи ДНК-накопителей, но практическое применение этих технологий еще впереди, через несколько десятилетий.

Проблемы космических сетей

Даже если мы решим проблемы хранения и обработки данных, нам потребуется значительно улучшить связь между орбитой и Землей. Современные сетевые технологии (5G) не предназначены для космоса. Необходимо будет разработать и внедрить новые сетевые стандарты (7G), использующие лазерную связь и сигналы сверхвысокой частоты.

Несмотря на то, что исследования в этой области ведутся активно, до внедрения, обеспечения надежной работы и широкого распространения этих разработок еще далеко.

В совокупности, конвергенция этих новаторских технологий — квантовых вычислений, хранения данных в ДНК и сверхскоростных орбитальных сетей — может произойти через 75–100 лет после их интегрированного практического внедрения.

Но, как напомнил нам президент Кеннеди: «Мы решили отправиться на Луну… не потому, что это легко, а потому, что это сложно». Тот же принцип применим и здесь. Перемещение центров обработки данных на низкую околоземную орбиту — сложный процесс, но это не должно останавливать нас от начала обсуждений уже сейчас.

Наше будущее в космосе, как и наше будущее на Земле, принадлежит тем, кто осмеливается задавать самые сложные вопросы – и кто готов вложить время, творческий подход и ресурсы в поиск ответов. Я горжусь тем, что представляю округ, который не только обеспечивает работу современного интернета, но и имеет избирателей, начинающих формулировать видение инфраструктуры будущего.