Орбитальные дата-центры: зачем человечество выносит вычислительные мощности в космос
Мировое IT-сообщество демонстрирует растущую заинтересованность в развертывании центров обработки данных (ЦОД) на околоземной орбите. Ключевым стимулом для этого служит комплекс преимуществ, недоступных на Земле: неограниченный доступ к солнечной энергии и естественное охлаждение компьютерного оборудования в условиях космического вакуума.
Российская компания RUVDS активно развивает это перспективное направление. Недавно она представила новый аппарат RUVDSSat1, испытания которого стартовали в апреле. Этот спутник призван сменить пилотную модель, выведенную на орбиту летом 2023 года. Именно тот, первый в истории спутник-сервер, обеспечил работу хостинга веб-сайта непосредственно из космоса, стал платформой для проведения киберсоревнований с использованием спутниковой связи и критически важным звеном при запуске экспериментального сервера в Арктике. Развертывание этого дата-центра в лагере «Барнео» на дрейфующей льдине у Северного полюса компания RUVDS начала в апреле 2024 года. Первый спутник для RUVDS построило ООО «МКС».
Генеральный директор RUVDS Никита Цаплин так прокомментировал этот шаг: «Мы не завершаем, а расширяем присутствие в космосе: первый аппарат прошел по орбите более 400 млн км, с него получено свыше 1 млн пакетов данных. Но оборудование имеет срок службы, и первому в истории спутнику-серверу пора на покой. Он перевыполнил план по активному существованию, продолжая работать автономно: деградация солнечных батарей и аккумуляторов не позволяют проводить с ним активных действий. На смену аппарату придет наш спутник-платформа, который не просто выступит в уже привычной роли сервера, но и станет площадкой, на которой разработчики смогут тестировать решения».
Техническое оснащение нового спутника включает не только бортовой компьютер для связи и управления, но и микрокомпьютер Raspberry Pi Zero с тактовой частотой процессора 1 ГГц и 512 Мб оперативной памяти. Это устройство станет основной платформой для всех запланированных экспериментов. RUVDSSat1 будет функционировать на низкой солнечно-синхронной орбите высотой 510±15 км с наклонением 97,38°.
Что касается срока службы нового аппарата, Никита Цаплин отметил: минимальный срок существования спутника RUVDSSat1 на орбите составит один год. «Но, как показал опыт с нашим предыдущим спутником, аппарат может сохранять работоспособность несколько больше. Вне зависимости от итоговых значений по времени на орбите, мы рассчитываем использовать ресурс спутника так долго, насколько это возможно».
Перенос ЦОД в космос рассматривается как стратегическое решение ряда глобальных проблем. Аналитический телеграм-канал «Незнайка в космосе» выделяет следующие ключевые причины для этого:
- Высокая доступность дешевой солнечной энергии, причем КПД панелей на орбите может в восемь раз превосходить наземные аналоги.
- Существенная экономия земельных и водных ресурсов, которые сегодня в огромных объемах расходуются на охлаждение и инфраструктуру наземных дата-центров.
- Организация прямой лазерной или оптической связи между спутниками, что обеспечивает минимальную задержку передачи данных и высокую устойчивость сети.
- Повышенная устойчивость к земным стихийным бедствиям, перебоям в электроснабжении и кибератакам, так как орбитальные центры изолированы от наземных рисков.
- Потенциал для снижения углеродного следа за счет перехода на «зеленую» энергию, если экологический ущерб от запусков ракет будет минимизирован.
- Возможность создания масштабируемых вычислительных кластеров для задач искусственного интеллекта и других ресурсоемких вычислений.
Несмотря на яркие перспективы, сохраняются и серьезные технологические вызовы: необходимость эффективного охлаждения, защита электроники от радиации, обеспечение высокоскоростного канала связи с Землей и высокая стоимость вывода грузов на орбиту. Однако эксперты прогнозируют, что к 2030-2035 годам эксплуатационные расходы орбитальных ЦОД сравняются с затратами на наземные аналоги, что сделает космические дата-центры экономически viable альтернативой.
Ожидается, что спрос на вычислительные мощности для ИИ будет только расти. Солнце, как крупнейший источник энергии в Солнечной системе, становится очевидным решением энергетической проблемы. Будущая масштабируемая вычислительная система для машинного обучения в космосе, вероятно, будет представлять собой созвездие спутников с мощными солнечными батареями, объединенных высокоскоростными оптическими каналами связи. Для обеспечения связи с высокой пропускной способностью и низкой задержкой спутники будут работать в плотных группировках.
Стоимость запуска остается критически важным фактором. Согласно аналитическим прогнозам, к середине 2030-х годов цена вывода одного килограмма груза на низкую околоземную орбиту может достичь отметки в 200 долларов США, что откроет новые горизонты для космической индустрии.