Декарбоника 
К концу 2025 года космическое пространство становится новым рубежом для развития инфраструктуры искусственного интеллекта (ИИ). То, что когда-то казалось футуристической концепцией, теперь становится реальной целью. Крупные мировые технологические компании и китайские аэрокосмические предприятия активно участвуют в гонке за развертывание центров обработки данных с ИИ на орбите. Их главная задача – преодолеть ограничения по энергопотреблению, охлаждению и объему данных, с которыми постоянно сталкиваются наземные системы.
Экспоненциальный рост нагрузки на ИИ требует беспрецедентных вычислительных мощностей. Обучение и запуск больших моделей потребляют огромное количество энергии и нуждаются в сложных системах охлаждения. На Земле эти потребности создают нагрузку не только на центры обработки данных, но и на электросети, водные ресурсы и доступные земельные участки. С 2019 по 2025 год производительность суперкомпьютеров ИИ удваивалась каждые 9 месяцев, или в 2,5 раза в год, в то время как затраты на оборудование и потребление энергии удваивались примерно каждый год. Это подчеркивает острую необходимость в более устойчивых и эффективных решениях.
Космические вычисления предлагают многообещающую альтернативу. Спутники на орбите получают почти постоянное солнечное излучение, что делает выработку солнечной энергии значительно более эффективной, чем на наземных солнечных фермах. Кроме того, вакуум в космосе способствует естественному рассеиванию тепла, снижая потребность в энергоемких системах охлаждения. Орбитальные «граничные вычисления» позволяют инженерам обрабатывать огромные объемы данных непосредственно в космосе, включая информацию со спутников наблюдения Земли. Такой подход помогает избежать ограничений пропускной способности и задержек, возникающих при передаче больших объемов необработанных данных на Землю. Эксперты считают период 2025–2027 годов ключевым поворотным моментом, когда технологические достижения, затраты и стратегические цели совпадут.
Китайские компании занимают ведущие позиции в этом направлении. Компания Zhongke Tiansuan (Comospace), основанная в 2024 году, успешно эксплуатирует космический компьютер на спутнике Jilin-1 уже более 1000 дней. Их новая система «Aurora 5000», использующая мощный отечественный графический процессор, вскоре пройдет орбитальные испытания. Лю Яоци, генеральный директор Zhongke, подчеркивает: «Орбитальные граничные вычисления перемещают ИИ непосредственно к источнику данных, фильтруя петабайты ежедневных спутниковых изображений и трафика до того, как узкий канал связи достигнет предела». В Zhejiang Laboratory инженеры разрабатывают «мини-вычислительную группировку» под названием Three-Body Computing Constellation. Первая партия из 12 спутников была запущена в мае 2025 года. Каждый спутник несет модель ИИ с 8 миллиардами параметров и способен выполнять около 744 триллионов операций в секунду. Вместе они формируют первый этап сети, которая при полном масштабировании может достичь 1000 пета-операций в секунду.
Китай планирует создать центральный космический центр обработки данных на солнечно-синхронной орбите (700–800 км высоты) с энергетической мощностью, превышающей 1 гигаватт. План реализуется поэтапно: тестовые спутники в период с 2025 по 2027 год, за которыми последует полномасштабный орбитальный центр обработки данных мегаваттного класса к 2035 году. В случае реализации этот проект может превзойти общую мощность нынешних наземных центров обработки данных Китая. Ключевые технологии включают высокоскоростные лазерные каналы связи между спутниками, которые недавно продемонстрировали соединение со скоростью 400 Гбит/с. Также используются передовые системы охлаждения и коррекции ошибок для решения проблем, связанных с радиацией и перепадами температур. Если проект будет успешным, эта группировка сможет обрабатывать данные для наблюдения Земли, отслеживания морских судов, мониторинга окружающей среды и реагирования на стихийные бедствия. Она также сможет поддерживать глобальные сервисы ИИ, не завися полностью от наземной инфраструктуры.
Международные технологические компании преследуют аналогичные цели. Проект Google’s Project Suncatcher предусматривает создание солнечных ЦОД с ИИ на низкой околоземной орбите. Каждый спутник будет оснащен тензорными процессорами (TPU) и будет работать на солнечно-синхронных орбитах для обеспечения непрерывного солнечного света. Google планирует запустить первые тестовые спутники к 2027 году. Эти небольшие стойки оборудования проверят надежность работы TPU на орбите. Другие технологические компании, включая тех, кто управляет спутниковыми интернет-группировками, также изучают возможности космических вычислений. Проект Amazon «Leo», например, однажды может связать спутники с облачной и ИИ-инфраструктурой. Согласно отчету Epoch AI за 2025 год о суперкомпьютерах ИИ, Соединенные Штаты обладают примерно тремя четвертями общей мировой вычислительной мощности суперкомпьютеров ИИ, что отражает доминирование американских компаний в развертывании крупнейших и самых мощных кластеров GPU.
Переход к космическим вычислениям для ИИ отражает более широкие тенденции: растущий спрос на вычислительные мощности, увеличение стоимости энергии и растущие опасения по поводу устойчивости. Ожидается, что мировой сектор суперкомпьютеров ИИ будет значительно расти. К 2030 году самые мощные суперкомпьютеры могут обрабатывать около 2 × 10²² 16-битных операций в секунду, используя миллионы чипов ИИ и нуждаясь в гигаваттах энергии. Космические вычисления могут снизить нагрузку на наземные электросети, уменьшить углеродный след и сократить потребление воды для охлаждения. Это весьма привлекательно как для технологических компаний, так и для правительств, стремящихся к созданию устойчивой инфраструктуры.
Орбитальные центры обработки данных намного более энергоэффективны, чем наземные. Они практически постоянно используют солнечную энергию, будучи до 10 раз более эффективными, чем наземные панели, благодаря отсутствию атмосферных помех. Кроме того, они используют радиационное охлаждение в космическом вакууме. Это сокращает потребности в охлаждении, которые обычно потребляют до 40% энергии наземных центров обработки данных, при средних показателях PUE от 1.5 до 1.7. Таким образом, это может сократить выбросы на 50–80% за счет работы без ископаемого топлива, а также снизить нагрузку на электросети. В настоящее время центры обработки данных потребляют 4–12% электроэнергии в США, в основном из углеродоемких источников. К 2028 году этот сдвиг может иметь существенное значение. Такие проекты, как Google’s Suncatcher, направлены на обеспечение масштабируемого ИИ без воздействия на водные ресурсы и землепользование.
По мере снижения стоимости запусков благодаря многоразовым ракетам и массовому производству спутников, орбитальные центры обработки данных могут конкурировать с наземными вариантами уже к середине 2030-х годов. Полномасштабная орбитальная сеть, подобная гигаваттной группировке Китая, могла бы соответствовать или превосходить возможности мега-ЦОД на Земле. Она могла бы обеспечить глобальное покрытие с низкой задержкой, что потенциально изменит такие отрасли, как наблюдение Земли, мониторинг окружающей среды, глобальная связь, автономная логистика и реагирование на стихийные бедствия.
Ключевые этапы, за которыми стоит следить, включают: 2027 год – запуск первых тестовых спутников Google и других компаний. Ранние результаты покажут, насколько надежно могут работать TPU, работающие на солнечной энергии. Период 2025–2030 годов – рост спроса на вычисления ИИ и увеличение затрат на электроэнергию и воду на Земле, при этом стоимость запусков может снизиться, делая космическое развертывание более жизнеспособным. В период 2030–2035 годов могут начать полноценную работу крупные группировки, такие как гигаваттная сеть Китая. Это обеспечит глобальное покрытие и высокую вычислительную мощность. Рынок может вырасти до 39 миллиардов долларов. Также потребуется разработка новых правил управления и регулирования для орбитальной инфраструктуры, прав на данные и предотвращения столкновений.
В целом, переход в космос представляет собой существенную эволюцию в облачных вычислениях. Инфраструктура ИИ может переместиться с Земли на орбиту, что обеспечит высокую производительность и почти универсальное покрытие. Это также предлагает более устойчивый путь для роста ИИ.
