Google chce zakładać centra danych w kosmosie. Zasili je fotowoltaika

Kosmiczne centra danych AI zasilane energią bezpośrednio ze Słońca – tak Google widzi przyszłość sztucznej inteligencji. A dzięki projektowi Suncatcher jest coraz bliższy wdrożenia tego rozwiązania w życie.

Określenie „dane w chmurze” może niebawem nabrać zupełnie innego znaczenia. Google – wspólnie z firmą Planet – pracuje bowiem nad technologią, która umożliwi lokalizację centrów danych AI w satelitach i ich zasilanie energią słoneczną. Firma ogłosiła właśnie rozpoczęcie projektu Suncatcher, w ramach którego chce zbadać, jak takie rozwiązanie będzie działało w praktyce. Dwa pierwsze satelity wyposażone w chipy AI mają polecieć w kosmos już w przyszłym roku.

Chipy TPU polecą na orbitę

Projekt Suncatcher firmy Google zakłada stworzenie sieci satelitów zasilanych energią słoneczną bezpośrednio w kosmosie, a więc 24 godziny na dobę. Każdy z nich zostałby wyposażony w chipy TPU (Tensor Processing Unit), czyli specjalne procesory zaprojektowane przez Google do szybkiego i wydajnego wykonywania operacji matematycznych w sieciach neuronowych, zwłaszcza na tzw. tensorach, czyli wielowymiarowych tablicach danych (stąd ich nazwa). Urządzenia te miałyby wykonywać wszystkie obliczenia związane ze sztuczną inteligencją i uczeniem maszynowym bezpośrednio w kosmosie, a następnie przesyłać je na ziemię za pomocą optycznych łączy międzysatelitarnych, tj. nadajników i odbiorników opartych na laserach. Łącza te mają służyć także do komunikacji i wymiany danych bezpośrednio między satelitami tworzącymi sieć.

REKLAMA

„Zamiast przesyłać energię z kosmosu na Ziemię, proponujemy przyszłość, w której istnieją kosmiczne centra danych dla uczenia maszynowego — składające się z wielu satelitów zasilanych energią słoneczną i połączonych ze sobą optycznymi łączami międzysatelitarnymi” – tłumaczy firma.

Sky is the limit

Według wyliczeń Google, jeśli przyjąć, że zarządcy centrów danych AI w Stanach Zjednoczonych płacą rocznie około 570–3000 dolarów za kW mocy, całkowity koszt uruchomienia i utrzymania centrów danych w kosmosie może być porównywalny z wydatkami ponoszonymi na Ziemi – zwłaszcza że koszty wyniesienia satelitów na orbitę z roku na rok maleją. Jak szacuje koncern, w najbliższym czasie mogą one wynieść 200 dolarów za kilogram sprzętu, co uczyni technologię satelitów AI jeszcze bardziej konkurencyjną.

Jak dowodzi Google, takie satelitarne centra danych mają jeszcze jedną istotną zaletę: są w pełni skalowalne, gdyż zajmowana przez nie przestrzeń może być niemal dowolnie rozbudowywana o kolejne satelity. A to pozwala rozwiązać problem coraz szczuplejszych zasobów ziemskich (gruntów i wody), który spędza sen z powiek zarządcom naziemnych centrów danych AI.

Kosmiczna elektrownia jeszcze za droga

Projekt Suncutcher wpisuje się w międzynarodowy trend poszukiwania sposobów zasilania instalacji naziemnych energią słoneczną pochodzącą bezpośrednio z kosmosu, a więc bez ograniczeń wynikających z usytuowania ziemi względem Słońca czy aktualnych warunków atmosferycznych. Jego innowacyjność polega jednak na tym, że satelity mają wykorzystywać energię na miejscu, zamiast przesyłać ją na Ziemię.

REKLAMA

„W pewnym momencie przyszłości najlepszym sposobem zasilania AI będzie bezpośrednie wykorzystanie tego ogromnego źródła energii” – czytamy w raporcie badawczym Google.

Jeszcze dalej idzie NASA, która bada możliwości budowy kosmicznej elektrowni słonecznej (Space-Based Solar Power, SBSP). Instalacja taka miałaby gromadzić energię słoneczną w kosmosie i przesyłać ją na ziemię. Przeprowadzone w 2024 r. analizy NASA wykazały jednak, że gdyby chcieć ją uruchomić w 2050 r., koszt tego przedsięwzięcia byłby wyższy niż naziemne alternatywy przy porównywalnej emisji CO2.

Kosmiczne drony zasilą Ziemię w energię?

NASA rozważało przy tym dwie ciekawe koncepcje: RD1, czyli Innowacyjny Rój Heliostatów, oraz RD2 – Dojrzały Układ Paneli. Pierwsza bazowałaby na setkach lub tysiącach małych satelitów-lusterek (heliostatów), które poruszają się w formacji i komunikują ze sobą. Satelity takie podążają za Słońcem, zapewniając sobie optymalny kąt oświetlenia, a skupione na nich światło słoneczne odbijają w kierunku centralnego odbiornika energii – innego satelity, który zamienia je w energię elektryczną. NASA szacuje, że taka kosmiczna chmura dronów mogłaby generować 99% energii w ciągu roku.

W przeciwieństwie do nich RD2 mógłby wytwarzać jej jedynie 60%, gdyż nie byłby w stanie zmieniać orientacji. W koncepcji tej za gromadzenie energii odpowiadają ogniwa fotowoltaiczne ukierunkowane na Słońce, a za przesył – nadajniki mikrofalowe skierowane do Ziemi. Ze względu na statyczność takiego układu trzeba by go zmultiplikować  – i to pięciokrotnie – aby zapewnić pobór energii zbliżony do RD1.

W efekcie koszt budowy i wyniesienia takiego systemu sięgałby 434 mld dolarów, zaś RD1 – 276 mld dolarów. I choć RD1 wydaje się sporo tańszy, według wyliczeń NASA w obu przypadkach koszt w cyklu życia w przeliczeniu na jednostkę energii wciąż będzie 12–80 razy wyższy niż dostępne obecnie alternatywy naziemne. Aby go obniżyć, konieczne jest pokonanie wyzwań technologicznych związanych z żywotnością sprzętu (obecnie 10 lat), wydajnością ogniw słonecznych (35%) oraz wynoszeniem ładunków na orbitę (koszt około 100 mln dolarów).