Много солнца и никаких городских протестов: помогут ли орбитальные дата-центры решить нехватку мощностей для ИИ на Земле

Космос не зарегулирован — это плюс. Но запустить там дата-центр гораздо дороже, а перспективы окупаемости при этом туманны.

В ноябре 2025 года стартап Starcloud в партнёрстве с Nvidia запустил на орбиту спутник с графическим процессором H100. Nvidia тогда заявила о потенциале вывода дата-центров в космос, а сооснователь и глава Starcloud — что к 2035 году почти все новые кластеры будут разворачивать именно там.

По данным Goldman Sachs, потребление электроэнергии дата-центрами с 2023-го по 2030 год вырастет на 165%, а их доля в глобальном электропотреблении увеличится с 1% почти до 3%. Всего к 2030-му дата-центры по миру будут потреблять 945 ТВт·ч в год, что примерно сопоставимо с годовым потреблением всей Японии.

Кроме энергии, дата-центрам нужны водные ресурсы и земля. Глава OpenAI Сэм Альтман в одном из подкастов полагал, что со временем ими, скорее всего, «"покроется" значительная часть планеты». Однако масштабирование ведёт к росту социального напряжения. Горожане по всему миру сопротивляются строительству вычислительных комплексов из-за шума, повышения тарифов на электроэнергию и угрозы дефицита воды.

В Аризоне, например, городской совет пустынного Тусона отказался поддерживать строительство очередного крупного дата-центра под названием Project Blue и давать доступ к инфраструктуре местной водоснабжающей организации, а также потребовал от регуляторов провести открытые слушания по вопросу подключения проекта к городской электросети.

Дефицит электроэнергии может стать «бутылочным горлышком» развития сетей дата-центров, поэтому бигтех уже инвестирует в солнечные станции, ветряки и ядерные реакторы. В частности Microsoft, Amazon и Google планируют питать площадки от атомных объектов, а Microsoft экспериментировала с размещением серверов под водой.

Но и эти и другие ресурсы всё равно ограничены. На этом фоне возникла идея вынести вычисления за пределы Земли, ведь в космосе, как утверждают её сторонники, полно места, энергия «бесконечная» — и нет никакого социального давления.

По мнению основателя Amazon и космической Blue Origin Джеффа Безоса, возможность «круглосуточно» генерировать солнечную энергию — один из основных аргументов в пользу запуска дата-центров в космосе.

Как указывает Google в рамках исследовательского проекта Project Suncatcher по доставке дата-комплексов на орбиту, в космосе солнечная панель «может быть в восемь раз продуктивнее», чем на Земле. На высоких орбитах нет облаков, смены времени суток и сезонности.

Учёные Калифорнийского технологического института предложили концепцию панели для космоса, которая в перспективе позволила бы генерировать 1 кВт·ч за 10 центов — в среднем почти в два раза ниже стоимости электричества в США.

Наземные дата-центры выделяют огромный объём тепла, которое нужно отводить. Некоторые компании напрямую подключают свои площадки к городским системам теплоснабжения или помогают с отоплением коммерческих объектов — например, бань. Microsoft и Google используют для охлаждения, в частности, испарительные башни, расходуя миллионы литров воды в день.

Охлаждение — одна из самых ресурсоёмких частей работы дата-центра: в отдельных случаях на него может приходиться до 40% операционных затрат. В космосе же, как отмечают сторонники орбитальных платформ, — абсолютный вакуум, который можно использовать как «беспредельный кулер», пишет Nvidia, не вдаваясь в технические подробности.

В вакууме нет конвекции, и тепло можно сбрасывать через излучение в пустоту.

От спутниковой информации зависят сферы навигации и логистики, метеорологии и экомониторинга — помимо прочих. Но спутники и радиолокационные системы генерируют такие объёмы данных, что передавать их целиком на Землю в режиме реального времени становится всё труднее.

Высококачественная спутниковая съемка может создавать около 10 ГБ сырых данных в секунду. Из-за этого задачи вроде обнаружения лесных пожаров, мониторинга стихийных бедствий и оценки ущерба инфраструктуре порой выполняются с задержкой в часы, а то и сутки.

По словам гендиректора Starcloud Филипа Джонстона, наличие дата-центров в космосе позволило бы анализировать информацию прямо на орбите, а на Землю отправлять уже обработанные результаты. В теории это помогло бы сократить время реагирования с нескольких часов до нескольких минут.

На орбите нет соседей, городских слушаний, детальных эконорм как на Земле. В мире действует несколько международных соглашений о регулировании космической деятельности, но их приняли ещё в эпоху первой космической гонки, так что реалии 2020-х они не отражают.

В США, где сосредоточено большинство частных космических фирм, отправления регулируют несколько агентств и министерств. Но всё, что не попадает под запуски, съёмку и зондирование, оказывается в правовом вакууме. В Конгрессе США обсуждают возможные единые правила для всего космического бизнеса, но пока закон не принят.

Глава Центра космического права Университета Миссисипи Мишель Хэнлон считает, что это окно возможностей: «Если вы американская компания и хотите разместить дата-центры в космосе, чем раньше вы это сделаете, тем лучше».

Модернизированные панели Международной космической станции могут совокупно генерировать около 250 кВт, но на пике в условиях полной освещённости. С учётом, что один чип Nvidia H200 требует 700 Вт, МКС могла бы «питать» примерно 350 единиц при таких вводных.

Этого мало на фоне реальных потребностей рынка. Для сравнения: OpenAI откроет в Норвегии площадку на 100 тысяч чипов.

В космосе для отведения тепла используют жидкостные трубки и массивные радиаторы. На МКС, например, развёрнуты внешний и внутренний контуры системы охлаждения и радиаторные «крылья», вместе способные отводить до 70 кВт.

С учётом размера радиаторного контура МКС для теплоотведения в рамках небольшого орбитального центра на условные 200 чипов Nvidia H200 система должна быть как минимум сопоставима по габаритам со станцией.

Google протестировала тензорный процессор Trillium в протонном пучке на 67 МэВ. Подсистемы высокопропускной памяти — самые «чувствительные» компоненты — начали показывать изменения в параметрах только после накопления около 2 килорад. Это почти втрое выше прогнозируемой дозы пятилетней миссии в 750 рад.

Корпорация посчитала результаты «обнадёживающими», но это не гарантия долговечности систем. Чтобы защитить их, потребуются экраны, а это дополнительные затраты. Иначе космический центр рискует деградировать быстрее, чем окупится. Срок окупаемости наземных центров, для контекста, может достигать десяти лет.

По оценкам Европейского космического агентства, на околоземной орбите циркулируют миллионы фрагментов космического мусора размером меньше 1 см. Их невозможно отследить, зато они могут повредить космическое оборудование и нарушить работу систем.

В 2022-2023 годах на пристыкованных к МКС кораблях произошло несколько утечек хладагентов. На радиаторах и солнечных панелях регулярно обнаруживают новые вмятины.

Орбитальные дата-центры с большими радиаторными поверхностями и плотной электронной инфраструктурой будут более уязвимыми к таким повреждениям. При этом отремонтировать их так же быстро, как центры на Земле, не получится.

SpaceX удалось снизить стоимость вывода грузов на орбиту: если в середине 2000-х доставка 1 кг в космос превышала $10 тысяч, то в 2024 году примерную расчётную стоимость оценивают на рынке в $1500 за 1 кг.

Это всё ещё дорого — особенно если речь идёт о конструкциях весом в десятки тонн. Starcloud рассчитывает развернуть на орбите несколько комплексов. Для этого потребуется множество запусков, и каждый будет стоить десятки миллионов долларов.

В исследовании Project Suncatcher Google исходит из предположения, что к середине 2030-х цена запуска 1 кг может опуститься ниже $200. Тогда стоимость вывода и эксплуатации космического дата-центра «будет сопоставима с энергозатратами наземного центра на уровне 1 кВт/год».

По словам Джонстона, совокупная стоимость электроэнергии для дата-центра в космосе может оказаться в десять раз ниже, чем на Земле. Якобы высокие капитальные затраты на панели и радиаторы будут компенсироваться низкими эксплуатационными расходами.

Но это прогнозы. Экономическая эффективность орбитальных дата-центров не доказана. Если стоимость обработки данных в космосе будет выше, чем на Земле, понадобятся клиенты, готовые платить эту разницу. Спрос частично смогут обеспечить госведомства, которых волнует нацбезопасность, но такие контракты вряд ли сделают эти запуски прибыльными.

Джонстон из Starcloud верит, что пик спроса на ИИ-инфраструктуру придётся на следующие десять лет и в выигрыше окажется тот, кто первым обойдёт земные ограничения. Экспериментаторы уже есть.

В ноябре 2025 года стартап запустил в космос демонстрационный аппарат Starcloud-1 весом около 60 кг с графическим процессором Nvidia H100. Starcloud проверит, как он работает в космосе и сколько энергии и охлаждения требует на практике.

В 2026 году компания планирует запустить более масштабный спутник, а в 2027-м — предоставить ограниченный доступ к мощностям первым клиентам.

В августе 2025 года компания доставила на МКС экспериментальный серверный блок, чтобы протестировать работу серверов в условиях околоземной орбиты.

В отличие от стартапов, которые пока ограничиваются одиночными аппаратами, Axiom также строит полноценную платформу Orbital Data Center T1. Первые два узла собирались запустить до конца 2025 года.

Ключевая цель — обеспечить возможность хранить, обрабатывать и анализировать данные сразу на орбите, без передачи на Землю.

В ноябре 2025 года о космической инициативе рассказала Google. В 2027 году она планирует запустить два испытательных спутника с солнечными панелями, каждый из которых будет включать по четыре процессора.

Спутники будут находиться на расстоянии сотен метров друг от друга, чтобы добиться высокой пропускной способности по беспроводной сети. Это позволит им работать согласованно, подобно чипам в наземных центрах, которые соединены проводами.

В ходе испытаний компания хочет выяснить, как долго процессоры могут прослужить в условиях излучения.

В феврале 2025 года Lonestar запустила свой первый лунный аппарат с SSD-накопителем на 8 ТБ и контроллером для хранения и обработки данных. В марте компания рассказала, что устройство успешно достигло лунной орбиты. При прилунении оно завалилось на бок, но миссию всё равно сочли успешной, потому что мини-центр успел отработать основные сценарии в рамках самого полёта и на орбите.

«Луна — самое безопасное место для резервных копий, ведь там нет ни войн, ни катастроф, ни кибератак», — говорит глава компании Стив Айзел.

#редакция #космос