Візія Шмідта: Орбітальні дата-центри та хмарна інфраструктура

Після несподіваного придбання Relativity Space на початку 2025 року, колишній генеральний директор та голова Google Ерік Шмідт прокладає амбітний шлях: розгортання великих дата-центрів на низькій орбіті Землі для задоволення зростаючих енергетичних та обчислювальних потреб штучного інтелекту. Його обґрунтування стало зрозумілим під час свідчення в квітні перед Комітетом Палати представників США з енергетики та торгівлі, де він підкреслив прогнози, згідно з якими дата-центри на основі ШІ можуть вимагати до 67 ГВт додаткової потужності до 2030 року — це еквівалентно майже 70 новим середнім ядерним електростанціям.

Свідчення Шмідта в Конгресі та енергетичний дефіцит

Під час слухань Шмідт наголосив на недостатності наземних електромереж для підтримки навантажень нового покоління ШІ. «Люди планують 10 ГВт дата-центри», — зазначив він, додавши, що сьогодні навантаження глобальних дата-центрів становить близько 3–5% від загального виробництва електроенергії, але може зрости до 99% без нових рішень. Він попередив, що споживання електроенергії в США за останнє десятиліття зросло лише на ~0,5% на рік — це значно нижче прогнозованого зростання для ШІ.

• Середня ядерна електростанція в США: ~1 ГВт потужності
• Прогнозоване споживання 2027 року: +29 ГВт для дата-центрів ШІ
• Прогнозоване споживання 2030 року: +67 ГВт, що вимагатиме значних оновлень електромереж

Окрім електрики, використання води для охолодження дата-центрів є ще одним обмеженням, яке можуть обійти орбітальні установки.

Чому Relativity Space?

Relativity Space вирізняється як один із небагатьох американських постачальників запусків, які розробляють дійсно важку, частково багаторазову ракету: Terran R. Спроектована для виведення 33,5 метричних тонн на низьку орбіту Землі в одноразовому режимі (23,5 т з відновленням першого ступеня), Terran R перевершує як Vulcan Centaur від ULA, так і майбутню Neutron від Rocket Lab за вантажопідйомністю. Запланований перший політ на кінець 2025 року, а нещодавній раунд фінансування $650 мільйонів у серії E свідчить про швидкий розвиток 3D-друкованих двигунів та композитних конструкцій компанії.

«Контроль за частотою запусків та навантаженням є критично важливим для будівництва орбітальної інфраструктури», — говорить аерокосмічний аналітик д-р Міра Томпсон з Центру космічної політики. «Фабрика Relativity в Лонг-Біч може наростити виробництво до десятків ракет Terran R на рік, як тільки запрацюють нові ферми принтерів.»

Технічні виклики орбітальних дата-центрів

Розміщення дата-центрів у космосі передбачає вирішення кількох інженерних завдань:

• Виробництво та зберігання енергії: Масивні розгортаючі сонячні батареї, адаптовані до сонячно-синхронних орбіт, можуть генерувати 1–3 кВт/м². Високоефективні багатосекційні елементи в поєднанні з радіаційно стійкими літій-іонними акумуляторами забезпечують безперебійну роботу під час затемнень.
• Тепловий менеджмент: У вакуумі відведення тепла залежить від великих радіаторів. Припускаючи 1 кВт відходів тепла на 1 кВт навантаження ІТ, орбітальний модуль потужністю 10 МВт вимагатиме близько 1000 м² поверхні радіатора, покритої матеріалами з високою емісійною здатністю, такими як оптичні сонячні відбивачі (OSR).
• Радіаційний захист: Сервери та електроніка потребують захисту від космічних променів та сонячних частинок. Стратегії захисту включають локальний захист критичних компонентів за допомогою матеріалів з високим атомним номером та використання пам’яті з корекцією помилок (ECC) для стійкості системи.

Орбітальна інфраструктура та логістика

Функціонування сузір’я дата-центрів на низькій або середній орбіті Землі вимагає надійної логістичної системи:

• Запуск і постачання: Плоска частина вантажу Terran R (до 7 м в діаметрі) може доставляти попередньо інтегровані обчислювальні стелажі. Регулярні вантажні рейси — потенційно через нові комерційні буксири — будуть доставляти запасні частини та охолоджуючі рідини.
• Збір на орбіті: Роботизовані руки та автономні захоплюючі супутники, які є частиною нещодавньої програми NASA OSAM (Обслуговування, Збір та Виробництво на орбіті), можуть спростити інтеграцію модулів без витратних людських місій з виходом у відкритий космос.
• Кінець життєвого циклу та зменшення просторового сміття: Деорбітування великих структур покладатиметься на вітрові вітрила або контрольовані пропульсивні згоряння. Дотримання вказівок з орбітального сміття від космічних сил США є обов’язковим, щоб уникнути заторів у популярних сонячно-синхронних коридорах.

Економічна доцільність та ринкові перспективи

Хоча орбітальні дата-центри обіцяють велику кількість сонячної енергії та безкоштовне тепловідведення, бізнес-модель залежить від:

• Витрат на кВт: Навіть за наявності економії на масштабах, витрати на запуск близько $5000 за кілограм для Terran R перетворюються на значні капіталовкладення. Шмідт, як повідомляється, залучає суверенні фонди та оборонні підрядники для розподілу ризиків.
• Затримка та зв’язок: Обчислення на низькій орбіті повинні безперешкодно інтегруватися з наземними мережами. Партнерства з супутниковими інтернет-сузір’ями, такими як Starlink або Amazon Kuiper, можуть зменшити затримки до <10 мс.
• Регуляторне середовище: Контроль експорту (ITAR) для передового обчислювального обладнання та ліцензування FCC для високошвидкісних зв’язків Ka-/V-діапазону є критично важливими для операторів орбітальних дата-центрів.

Перспективи експертів

«Це природна еволюція хмарних обчислень», — говорить д-р Сара Нгуєн, технічний директор CloudOrbit Inc. «Сервери на краю в космосі поєднують у собі найкраще з високої щільності обчислень, відновлювальної енергії та глобального охоплення — ідеально підходять для масштабного інференсу ШІ». Заступник директора NASA з комерційного використання низької орбіти Землі Домінік Червеллі зазначає, що такі зусилля відповідають меті агентства сприяти сталому комерційному космічному господарству до 2030 року.

Перспективи: графік та наступні кроки

Relativity Space планує завершити кампанію статичних випробувань Terran R до третього кварталу 2025 року, з орбітальними запусками, запланованими на початок 2026 року. Тим часом команда Шмідта оцінює прототипи мікро-дата-центрів — кожен з яких міститиме 50 оптимізованих для ШІ графічних процесорів — для демонстраційного польоту на борту Terran R. У разі успіху, повномасштабне орбітальне хмарне середовище може з’явитися до 2028 року, змінюючи спосіб, яким ми забезпечуємо енергією та розгортаємо навантаження ШІ.

Хоча залишаються серйозні технічні, економічні та регуляторні перешкоди, стратегія Еріка Шмідта підкреслює основну істину: оскільки ШІ виходить за межі можливостей земних електромереж, останній рубіж може стати наступним мегахабом для дата-центрів.