Podatkovni centri v vesolju?

Hitra rast umetne inteligence ustvarja vse večje potrebe po računski infrastrukturi, ob tem pa se zemeljski podatkovni centri soočajo z vse izrazitejšimi omejitvami: dostopom do električne energije, razpoložljivostjo primernih lokacij, dolgotrajnimi postopki pridobivanja dovoljenj, porabo vode in vprašanji podatkovne varnosti. Ena od možnih rešitev, ki pridobiva pozornost tehnoloških podjetij, vlagateljev in držav, so podatkovni centri v orbiti.

Nova analiza družbe Boston Consulting Group (BCG) z naslovom Beyond Terrestrial Limits: One in Eight AI Workloads Could Run in Orbit by 2040 ugotavlja, da vesoljski podatkovni centri niso več zgolj oddaljena tehnološka vizija. Prvi satelit s procesno zmogljivostjo podatkovnega centra je bil izstreljen novembra 2025, pri čemer je v orbiti že potekalo tudi učenje prvega velikega jezikovnega modela. Od takrat se je razvoj pospešil, več podjetij pa je že vložilo dokumentacijo za vzpostavitev obsežnih konstelacij satelitov, namenjenih računalniški obdelavi v nizki zemeljski orbiti.

Kljub temu BCG opozarja, da podatkovni centri v vesolju v tem desetletju ne bodo dosegli stroškovne primerljivosti z zemeljskimi podatkovnimi centri in jih tudi dolgoročno ne bodo nadomestili. Njihova vloga bo dopolnilna: uporabni bodo predvsem tam, kjer prednosti orbite odtehtajo višje stroške.

Vesoljski podatkovni centri rešujejo nekatere zemeljske omejitve

Koncept podatkovnih centrov v orbiti temelji na konstelacijah satelitov, ki bi delovali v nizki zemeljski orbiti, zajemali sončno energijo, procesirali AI obremenitve neposredno na krovu ter podatke prenašali prek optičnih povezav med sateliti in nato do zemeljskih postaj.

Takšna arhitektura naslavlja nekatere ključne omejitve zemeljskih podatkovnih centrov: sateliti imajo skoraj neprekinjen dostop do sončne energije, niso omejeni z razpoložljivostjo zemljišč ali lokalnimi elektroenergetskimi omrežji, dovoljenja za izstrelitev pa so lahko bistveno hitrejša od postopkov umeščanja velikih podatkovnih centrov na Zemlji. Obenem podatki, obdelani v orbiti, nikoli ne prečkajo tujih fizičnih omrežij ali ozemelj, kar je pomembno pri občutljivih, suverenih ali obrambnih podatkih.

Tehnološka izvedljivost je odvisna od šestih ključnih področij

Tehnološka izvedljivost orbitalnih podatkovnih centrov bo odvisna od napredka na šestih ključnih področjih: stroških izstrelitev, hlajenju, življenjski dobi baterij, odpornosti proti sevanju, povezljivosti in vzdrževanju v orbiti.

Stroški izstrelitev ostajajo ena največjih ovir. Izstrelitev enega gigavata računske zmogljivosti bi po trenutnih ocenah stala približno 30 milijard dolarjev, vendar bi lahko večkrat uporabni visoko zmogljivi izstrelitveni sistemi te stroške v prihodnje občutno znižali.

Drugi ključni izziv je hlajenje. Ker se v vakuumu toplota odvaja bistveno težje kot na Zemlji, orbitalni podatkovni centri potrebujejo velike površine, kar povečuje maso in kompleksnost satelitov. Nove, lažje hladilne rešitve in napredni tekočinski sistemi bi lahko ta izziv zmanjšali, vendar ostajajo povezani z dodatnimi tveganji, predvsem zaradi omejenih možnosti popravil v orbiti.

Pomembna omejitev je tudi zagotavljanje energije v obdobjih brez neposredne sončne svetlobe. To zahteva zmogljivejše baterije ali uporabo orbit s skoraj stalno sončno osvetlitvijo, kar pa prinaša dodatne zahteve glede pogona in mase satelitov.

Pri strojni opremi je ključno vprašanje odpornost proti sevanju. Raven sevanja v orbiti je 20- do 30-krat višja kot na Zemlji, zato so potrebni posebej prilagojeni čipi in zaščitni materiali, ki podaljšajo življenjsko dobo opreme, ne da bi bistveno povečali maso ali stroške sistema.

Povezljivost ostaja še ena pomembna tehnična omejitev. Radiofrekvenčne povezave ne dosegajo zmogljivosti zemeljskih optičnih omrežij, laserske povezave pa so občutljive na vremenske razmere. Zato bo razvoj zanesljivih in visoko zmogljivih komunikacijskih povezav eden ključnih pogojev za širšo uporabo orbitalnih podatkovnih centrov.

Najmanj zrelo področje je vzdrževanje v orbiti. Ker satelitov danes še ni mogoče enostavno servisirati, večje okvare praviloma pomenijo zamenjavo celotnega satelita. Robotsko servisiranje bi lahko dolgoročno podaljšalo življenjsko dobo orbitalne infrastrukture, vendar je ta tehnologija še v zgodnji fazi razvoja.

Tudi če bodo tehnične težave odpravljene, bo za vzpostavitev podatkovnih centrov v vesolju potrebna množična proizvodnja satelitov in njihove opreme. Za njihovo delovanje bi bilo potrebnih več deset tisoč satelitov ter ogromne količine sončnih panelov, hladilnih sistemov in drugih sestavnih delov. Industrija takšne proizvodne zmogljivosti danes še nima. Podjetja bodo morala razviti način, kako satelite izdelovati hitro, kakovostno in po sprejemljivi ceni.

Podatkovni centri v vesolju bodo še nekaj časa dražji

Najpomembnejša ugotovitev analize je, da komercialna izvedljivost ostaja večji izziv od tehnologije. Tudi ob predpostavki, da bodo ključne tehnične omejitve rešene, so podatkovni centri v orbiti danes bistveno dražji od zemeljskih.

BCG ocenjuje, da 20-letni skupni strošek lastništva vesoljskega podatkovnega centra danes znaša približno 660 do 750 milijonov dolarjev na megavat, medtem ko primerljiv najsodobnejši zemeljski podatkovni center stane približno 230 do 300 milijonov dolarjev na megavat. To pomeni 2,5- do 3-kratni stroškovni pribitek.

V naslednjih petih do desetih letih bi se lahko ob realističnem izboljšanju stroškov izstrelitev, zmanjšanju mase satelitov in nižji stopnji odpovedi ta razlika zmanjšala na približno 1,5-kratnik. Tudi v najbolj agresivnem scenariju pa BCG ne pričakuje, da bi vesoljski podatkovni centri v tem desetletju postali cenejši od zemeljskih.

Kdaj je računska infrastruktura v orbiti smiselna?

Vesoljski podatkovni centri ne bodo primerni za vse vrste AI obremenitev. BCG ocenjuje, da bodo ostali neprimerni za učenje najnaprednejših modelov umetne inteligence, ki zahteva stalno večmegavatno napajanje, zelo hitro povezavo med računskimi vozlišči in redne menjave čipov. Prav tako niso primerni za časovno občutljive aplikacije, ki zahtevajo odziv v manj kot 50 milisekundah.

Njihova priložnost je drugje. Največji naslovljivi segment predstavljajo AI procesi, pri katerih zakasnitev ni ključna, kot so določene oblike potrošniške umetne inteligence, paketna obdelava podatkov in drugi manj časovno občutljivi procesi. Dobro se prilegajo tudi obdelavi občutljivih ali suverenih podatkov, kjer je pomembno, da podatki ne potujejo prek tujih omrežij, ter obdelavi podatkov, ki nastajajo v vesolju, saj se lahko obdelava izvaja neposredno pri viru podatkov.

BCG zato kot najverjetnejši scenarij ocenjuje sobivanje zemeljskih in vesoljskih podatkovnih centrov. V tem scenariju bi vesoljski podatkovni centri do leta 2040 dosegli 30 do 40 GW zmogljivosti, kar predstavlja 10 do 15 % globalnega trga AI podatkovnih centrov in 240 do 320 milijard dolarjev letnih prihodkov.

Dopolnilna plast AI infrastrukture in nove priložnosti

Za podjetja, ki danes načrtujejo AI infrastrukturo, je ključno sporočilo BCG jasno: zemeljski podatkovni centri v tem desetletju niso ogroženi. Podjetja zato ne bi smela zmanjševati ali odlagati načrtovanih vlaganj v zemeljsko infrastrukturo zaradi pričakovanj, da jo bodo orbitalni podatkovni centri hitro nadomestili. Njihova vloga bo dopolnilna, predvsem pri primerih uporabe, kjer prednosti orbite – geografska razpršenost, podatkovna suverenost in obdelava podatkov blizu vira – odtehtajo višje stroške.

Za vlagatelje se priložnosti odpirajo na dveh ravneh. Prva so integrirani operaterji, ki bodo sami razvijali, izstreljevali in upravljali orbitalne podatkovne centre, kar predstavlja bolj tvegano, a potencialno donosnejšo možnost. Druga je podporni sloj infrastrukture, vključno s ponudniki optičnih povezav med sateliti, izstrelitvenih zmogljivosti, zemeljskih postaj, komponent za obdelavo podatkov in čipov, odpornih proti sevanju. Ta segment je lahko manj odvisen od tega, kateri operater bo dolgoročno prevladal.

Za države bo ključno pravočasno oblikovanje regulatornega in licenčnega okvira za delovanje takšnih konstelacij, predvsem na področjih podatkovne suverenosti, mednarodne odgovornosti in vesoljskih odpadkov. Hkrati bodo morale opredeliti, pri katerih vrstah suverenih, obrambnih ali vesoljskih podatkov bi višji stroški orbitalne obdelave lahko bili upravičeni.

Podatkovni centri v orbiti zato niso niti oddaljena znanstvena fantastika niti takojšnja zamenjava za obstoječo infrastrukturo. Po oceni BCG bodo postali verodostojen nov sloj globalne računske infrastrukture, vendar le za specifične primere uporabe, kjer lahko vesolje ponudi prednosti, ki jih zemeljska infrastruktura ne more.