Орбитальные дата-центры: ответ на энергетические аппетиты ИИ

Сеть из множества спутников с солнечными панелями, образующая дата-центр на низкой околоземной орбите. Внизу видна планета Земля.

Компания SpaceX обратилась к американским регуляторам за разрешением на создание новой спутниковой системы, которая будет функционировать как гигантская вычислительная сеть в космосе. Согласно заявке, поданной в Федеральную комиссию по связи США (FCC), речь идет о создании «орбитального дата-центра». Проект может включать до миллиона спутников на низкой околоземной орбите, питающихся в основном от солнечной энергии и соединенных между собой лазерными каналами связи.

Идея заключается в том, чтобы перенести вычислительное оборудование с Земли в космос. Вместо строительства новых энергоемких дата-центров на суше, SpaceX предлагает разместить их на орбите, где они смогут работать на солнечном свете. Такая система предназначена для выполнения сложных вычислительных задач, включая операции с искусственным интеллектом, без нагрузки на локальные электросети планеты.

Предложение SpaceX появилось на фоне стремительного роста спроса на вычислительные мощности. По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), в 2024 году мировые дата-центры потребили около 415 тераватт-часов (ТВт·ч) электроэнергии, что составляет примерно 1,5% от всего глобального потребления. Более ранние прогнозы МЭА допускали, что в худшем сценарии, зависящем от трендов в области ИИ и криптовалют, к 2026 году этот показатель может превысить 1000 ТВт·ч.

Такой рост потребления создает серьезную нагрузку на энергетические системы. Коммунальные службы и местные сообщества все чаще выступают против строительства новых крупных центров обработки данных из-за высокого спроса на электроэнергию, воду для охлаждения и землю. В этом контексте SpaceX позиционирует космические вычисления как способ снизить давление на земные ресурсы. В заявке компании для FCC говорится: «Используя практически постоянную солнечную энергию с низкими эксплуатационными расходами, эти спутники достигнут кардинальной экономической и энергетической эффективности, одновременно значительно снижая воздействие на окружающую среду, связанное с наземными центрами обработки данных».

Главное преимущество космоса – постоянный доступ к солнечному свету над облаками, что позволяет солнечным панелям на орбите генерировать энергию непрерывно. Кроме того, орбитальные вычисления теоретически могут уменьшить задержку сигнала (latency) при передаче данных на большие расстояния. SpaceX уже использует лазерную связь между спутниками Starlink, и этот опыт может стать основой для новой вычислительной сети. Перенос инфраструктуры в космос также решает проблемы, связанные с поиском больших земельных участков и подключением к перегруженным электросетям на Земле.

Несмотря на футуристичность идеи, рынок уже реагирует на растущий спрос. Аналитики прогнозируют, что сектор орбитальных дата-центров может вырасти с 1,77 миллиарда долларов в 2029 году до почти 39,1 миллиарда к 2035 году. Интерес к технологии проявляют не только SpaceX, но и такие гиганты, как Google и Nvidia. Другие компании, например, Starcloud, уже запустили спутник с графическим процессором NVIDIA для тестирования высокопроизводительных вычислений на орбите.

Однако на пути к реализации стоят серьезные инженерные проблемы. Ключевая из них – отвод тепла. Компьютерные чипы выделяют огромное количество тепла, которое на Земле рассеивается с помощью систем воздушного и водяного охлаждения. В вакууме космоса теплоотвод возможен в основном за счет излучения, что требует установки громоздких радиаторов. Другие сложности включают практически невозможный ремонт оборудования на орбите, риск столкновений и увеличения космического мусора, а также колоссальные затраты на запуск и развертывание такой масштабной системы.

Даже если проект SpaceX в его нынешнем виде не будет реализован, он служит важным сигналом. Бум искусственного интеллекта обостряет проблему энергопотребления, заставляя искать новые, более эффективные модели. Пока большинство новых дата-центров будет строиться на Земле с опорой на возобновляемые источники энергии и стандарты эффективности, крупные компании уже начинают тестировать космические вычислительные системы. По мере снижения стоимости запусков и развития технологий орбитальная инфраструктура может стать реальной альтернативой наземной, особенно для самых энергоемких задач, знаменуя долгосрочный сдвиг в представлениях о том, где будет создаваться цифровое будущее.