Ο Elon Musk, CEO της SpaceX και της xAI, προωθεί την ιδέα της εγκατάστασης data centers στο διάστημα, πιστεύοντας ότι η ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε να τροφοδοτήσει την επερχόμενη έκρηξη της υπολογιστικής ισχύος για την τεχνητή νοημοσύνη (AI). Παρόλο που οι εταιρείες τεχνολογίας αναμένεται να δαπανήσουν πάνω από 5 τρισεκατομμύρια δολάρια παγκοσμίως σε data centers στη Γη έως το τέλος της δεκαετίας, ο Musk εκτιμά ότι η λύση βρίσκεται στους αιθέρες.
Πρόσφατα, η SpaceX κατέθεσε σχέδια στην Ομοσπονδιακή Επιτροπή Επικοινωνιών για ένα δίκτυο ενός εκατομμυρίου δορυφόρων που θα λειτουργούν ως data centers. Ο Musk έχει επίσης δηλώσει την πρόθεσή του να συγχωνεύσει την xAI με τη SpaceX για να επιδιώξει την ανάπτυξη data centers σε τροχιά, φτάνοντας μάλιστα να αναφέρει την ανάγκη για ένα εργοστάσιο στη Σελήνη για την κατασκευή δορυφόρων AI. “Ο φθηνότερος τόπος για να τοποθετηθεί η AI θα είναι στο διάστημα, και αυτό θα ισχύει εντός δύο ετών, το αργότερο σε τρία”, δήλωσε ο Musk τον Ιανουάριο στο Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ στο Νταβός.
Η ιδέα αυτή δεν είναι αποκλειστική του Musk. Ο CEO της Alphabet, Sundar Pichai, αποκάλυψε ότι η Google διερευνά “moonshot” ιδέες για data centers στο διάστημα αργότερα αυτή τη δεκαετία. Ο πρώην CEO της Google, Eric Schmidt, έχει προειδοποιήσει για την εξάντληση των αποθεμάτων ηλεκτρικής ενέργειας και έχει αναφέρει τις διαστημικές υποδομές ως πιθανή μακροπρόθεσμη λύση. Ακόμη και ο ιδρυτής της Amazon και της Blue Origin, Jeff Bezos, έχει εκφράσει την άποψη ότι τα data centers σε τροχιά θα μπορούσαν να αποτελέσουν το επόμενο βήμα.
Ωστόσο, παρά τις αισιόδοξες προβλέψεις του Musk και άλλων, πολλοί ειδικοί εκτιμούν ότι η επίτευξη ουσιαστικής κλίμακας θα απαιτήσει δεκαετίες, με την πλειονότητα των επενδύσεων AI να εξακολουθεί να κατευθύνεται σε επίγειες υποδομές. Επισημαίνουν ότι, ενώ η περιορισμένη υπολογιστική ισχύς σε τροχιά είναι εφικτή, οι περιορισμοί στην παραγωγή ενέργειας, τη διάχυση θερμότητας, την υλικοτεχνική υποστήριξη εκτοξεύσεων και το κόστος καθιστούν το διάστημα μια ανεπαρκή εναλλακτική λύση για τα επίγεια data centers στο άμεσο μέλλον.
Η αυξημένη πίεση για ενέργεια στην AI
Το ανανεωμένο ενδιαφέρον αντανακλά την αυξανόμενη πίεση του κλάδου να βρει λύσεις στα φυσικά όρια των επίγειων υποδομών, όπως τα υπερφορτωμένα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, το αυξανόμενο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και οι περιβαλλοντικές ανησυχίες. Η συζήτηση για data centers σε τροχιά κυκλοφορεί εδώ και χρόνια, κυρίως ως κερδοσκοπική ή μακροπρόθεσμη ιδέα. Ωστόσο, πλέον, σύμφωνα με τους ειδικούς, υπάρχει μια πρόσθετη επείγουσα ανάγκη, καθώς η άνθηση της AI εξαρτάται ολοένα και περισσότερο από τη διαρκώς αυξανόμενη ενέργεια που απαιτείται για την εκπαίδευση και λειτουργία ενεργοβόρων μοντέλων AI.
“Πολλοί έξυπνοι άνθρωποι πιστεύουν πραγματικά ότι σύντομα δεν θα μπορούμε να παράγουμε αρκετή ενέργεια για να ικανοποιήσουμε τις ανάγκες ανάπτυξης της AI”, δήλωσε ο Jeff Thornburg, CEO της Portal Space Systems και βετεράνος της SpaceX, ο οποίος ηγήθηκε της ανάπτυξης του κινητήρα Raptor. “Αν αυτό αληθεύει, πρέπει να βρούμε εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Γι’ αυτό γίνεται τόσο ελκυστικό για τον Elon και άλλους.”
Παρόλο που η ιδέα των data centers στο διάστημα έχει ξεπεράσει την επιστημονική φαντασία, είναι απίθανο να αντικαταστήσει σύντομα τις τεράστιες εγκαταστάσεις AI που κατασκευάζονται σήμερα στη Γη.
“Αυτό είναι κάτι για το οποίο ο κόσμος είναι κυνικός, επειδή απλώς δεν είναι τεχνολογικά εφικτό αυτή τη στιγμή”, δήλωσε η Kathleen Curlee, ερευνήτρια στο Κέντρο Ασφάλειας και Αναδυόμενης Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Georgetown, η οποία μελετά την οικονομία του διαστήματος των ΗΠΑ. “Μας λένε ότι ο χρονοδιάγραμμα για αυτό είναι 2030, 2035 – και πραγματικά δεν πιστεύω ότι είναι δυνατόν.”
Ο Thornburg συμφώνησε ότι τα εμπόδια είναι τρομακτικά, ακόμη και αν η υποκείμενη φυσική είναι σωστή. “Ξέρουμε πώς να εκτοξεύουμε πυραύλους, ξέρουμε πώς να βάζουμε διαστημόπλοια σε τροχιά και ξέρουμε πώς να κατασκευάζουμε ηλιακά συστήματα για την παραγωγή ενέργειας”, είπε. “Και εταιρείες όπως η SpaceX δείχνουν ότι μπορούμε να μαζικά παράγουμε διαστημικά οχήματα με χαμηλότερο κόστος. Με οχήματα όπως το Starship, μπορείτε να μεταφέρετε πολύ εξοπλισμό σε τροχιά.” Όσον αφορά τη μεταφορά data centers από τη Γη για να εκμεταλλευτούμε την ηλιακή ενέργεια σε τροχιά, πρόσθεσε, “είναι αυτονόητο”.
Ωστόσο, η εφικτότητα, προειδοποίησε ο Thornburg, δεν σημαίνει δυνατότητα κατασκευής με ταχύτητα ή κλίμακα. “Πιστεύω ότι πάντα είναι θέμα του πόσο καιρό θα χρειαστεί”, είπε.
Οι μεγαλύτερες προκλήσεις
Η πρώτη και πιο θεμελιώδης πρόκληση είναι η ενέργεια. Η λειτουργία data centers AI σε τροχιά θα απαιτούσε “γιγαντιαία” ηλιακά συστήματα που δεν υπάρχουν ακόμη, δήλωσε ο Thornburg. Τα σημερινά τσιπ AI, συμπεριλαμβανομένων των ισχυρότερων GPU της Nvidia, απαιτούν πολύ περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ό,τι τα σημερινά δορυφόροι που τροφοδοτούνται από ηλιακή ενέργεια μπορούν να παρέχουν αξιόπιστα.
Ο Boon Ooi, καθηγητής στο Rensselaer Polytechnic Institute που μελετά μακροπρόθεσμες προκλήσεις στους ημιαγωγούς, έθεσε την κλίμακα σε μια ξεκάθαρη προοπτική: Η παραγωγή μόλις ενός γιγαβάτ ενέργειας στο διάστημα θα απαιτούσε περίπου ένα τετραγωνικό χιλιόμετρο ηλιακών πάνελ. “Αυτό είναι εξαιρετικά βαρύ και πολύ ακριβό στην εκτόξευση”, είπε. Ενώ το κόστος μεταφοράς υλικών σε τροχιά έχει μειωθεί τα τελευταία χρόνια, εξακολουθεί να κοστίζει χιλιάδες δολάρια ανά χιλιόγραμμο, εγείροντας το ερώτημα πώς να μειωθεί το κόστος ώστε τα data centers σε τροχιά να μπορούν να ανταγωνιστούν οικονομικά αυτά στη Γη.
Ακόμα και σε τροχιά, η ηλιακή ενέργεια δεν είναι σταθερή. Οι δορυφόροι περνούν τακτικά μέσα από τη σκιά της Γης, και τα ηλιακά πάνελ δεν μπορούν πάντα να παραμένουν βέλτιστα ευθυγραμμισμένα με τον ήλιο. Ταυτόχρονα, τα τσιπ AI απαιτούν σταθερή, αδιάλειπτη ισχύ, ακόμη και όταν η ζήτηση αυξάνεται κατά την έντονη επεξεργασία.
Ως αποτέλεσμα, τα data centers σε τροχιά θα χρειάζονταν επίσης μεγάλες ενσωματωμένες μπαταρίες για να ομαλοποιήσουν τις διακυμάνσεις της ισχύος, δήλωσε ο Josep Miquel Jornet, καθηγητής ηλεκτρολογικής και μηχανολογικής μηχανικής στο Northeastern University. Μέχρι στιγμής, σημείωσε, μόνο μια startup – η Lumen – έχει καταφέρει να πετάξει ακόμη και μία GPU Nvidia H100 σε έναν δορυφόρο.
Η ψύξη παρουσιάζει μια άλλη άλυτη πρόκληση. Ενώ το ίδιο το διάστημα είναι κρύο, οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την ψύξη των data centers στη Γη – ροή αέρα, υγρή ψύξη και ανεμιστήρες – δεν λειτουργούν σε κενό. “Δεν υπάρχει τίποτα που να μπορεί να απομακρύνει τη θερμότητα”, είπε ο Jornet. “Οι ερευνητές διερευνούν ακόμη τρόπους διάχυσης αυτής της θερμότητας.”
Άλλα εμπόδια περιλαμβάνουν την κυκλοφοριακή συμφόρηση στο διάστημα και τις καθυστερήσεις επικοινωνίας. Με την αυξανόμενη ποσότητα διαστημικών απορριμμάτων σε χαμηλή γήινη τροχιά, η διαχείριση και ο ελιγμός μεγάλου αριθμού δορυφόρων θα απαιτούσαν αυτόνομα συστήματα αποφυγής συγκρούσεων, δήλωσε η Curlee. Και για πολλούς φόρτους εργασίας AI, η επικοινωνία με data centers μέσω δορυφόρων θα ήταν πιο αργή και λιγότερο ενεργειακά αποδοτική από τη χρήση εγκαταστάσεων συνδεδεμένων με οπτικές ίνες στο έδαφος.
“Αν έχετε data centers στη Γη, οι συνδέσεις οπτικών ινών θα είναι πάντα ταχύτερες και πιο αποδοτικές από το να στέλνετε κάθε αίτημα σε τροχιά”, είπε ο Jornet.
Πρώιμες δοκιμές, όχι αντικαταστάτες της Γης
Η ομοφωνία μεταξύ των ειδικών είναι ότι μικρά πιλοτικά έργα ενδέχεται να εμφανιστούν μέχρι το τέλος της δεκαετίας – αλλά τίποτα που να πλησιάζει την κλίμακα των σημερινών επίγειων data centers.
“Αυτό που θα δείτε από τώρα έως το 2030 είναι επαναληπτική σχεδίαση”, δήλωσε ο Thornburg, αναφερόμενος στις εργασίες για ηλιακά συστήματα, συστήματα απόρριψης θερμότητας και τοποθέτηση σε τροχιά. “Θα είναι στην ώρα του; Όχι. Θα κοστίσει όσο πιστεύουμε; Πιθανότατα όχι.”
Ακόμη και η SpaceX, πρόσθεσε, απέχει ακόμη αρκετά χρόνια από τη συστηματική πτήση του οχήματός της Starship με την ταχύτητα που απαιτείται για την υποστήριξη τέτοιων υποδομών. “Έχουν το προβάδισμα, αλλά πρέπει ακόμη να ολοκληρώσουν την ανάπτυξη”, είπε. “Πιστεύω ότι χρειάζονται τουλάχιστον τρία έως πέντε χρόνια πριν δούμε κάτι που λειτουργεί σωστά, και μετά το 2030 για μαζική παραγωγή.”
Ο Jornet επανέλαβε αυτή την άποψη. “Δύο με τρία χρόνια δεν είναι ρεαλιστικό στην κλίμακα που υπόσχονται”, είπε. “Μπορεί να δείτε τρεις ή τέσσερις ή πέντε δορυφόρους που μαζί να μοιάζουν με ένα μικροσκοπικό data center. Αλλά αυτό θα είναι τάξεις μεγέθους μικρότερο από αυτό που κατασκευάζουμε στη Γη.”
Ωστόσο, ο Thornburg προειδοποίησε να μην απορρίπτεται η ιδέα των data centers σε τροχιά. “Δεν πρέπει να στοιχηματίσετε εναντίον του Elon”, είπε, αναφερόμενος στο μακρύ ιστορικό της SpaceX να αψηφά τον σκεπτικισμό. Μακροπρόθεσμα, πρόσθεσε, οι ενεργειακές πιέσεις που ωθούν το ενδιαφέρον για data centers σε τροχιά είναι απίθανο να εξαφανιστούν. “Οι μηχανικοί θα βρουν τρόπους να κάνουν αυτό να λειτουργήσει”, είπε. “Μακροπρόθεσμα, είναι απλώς θέμα του πόσο καιρό θα μας πάρει.”
