Идея полувековой давности вдохновила на реалистичный проект дата-центра на орбите

Ещё в 60-х годах прошлого века инженеры рассматривали пассивные космические структуры со стабилизацией на основе противодействия гравитации и центробежных сил. Простым примером может служить натянутый трос с двумя объектами на концах. Эту идею учёные из США развили до проекта дата-центров в космосе, чем сегодня увлечены инвесторы и гиперскейлеры. Что самое важное, это вполне реализуемый проект в отличие от множества других.

Разработку представили учёные из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania). Они предложили перспективную концепцию орбитальных дата-центров, которые работают исключительно на солнечной энергии и предназначены для вычислений, связанных с искусственным интеллектом. Эта система представляет собой конструкцию из длинных опорных тросов с размещёнными вдоль них вычислительными узлами, солнечными панелями и радиаторами для отвода тепла. Основная цель проекта — обеспечить масштабируемые вычислительные мощности в космосе, не завися от наземной инфраструктуры и энергетических сетей, а также вопреки всем трудностям при реализации подобных проектов.

Итак, одним из ключевых элементов проекта является пассивная и самостоятельно поддерживающая ориентацию структура в пространстве, что обеспечивается самой конструкцией. Это означает, что орбитальный дата-центр не будет требовать двигателей или активного управления положением, что снижает сложность, массу и энергопотребление системы. Один конец тросовой системы притягивается к Земле, а другой за счёт центробежной силы вытягивает конструкцию перпендикулярно планете. Это наращиваемая структура, которая может простираться на километры и десятки километров.

Солнечные панели располагаются вдоль нескольких тросов как листья на дереве, следуя за Солнцем с помощью простых механизмов. Также на тросе друг за другом располагаются вычислительные узлы, каждый из которых имеет свой радиатор, рассеивающий тепло от процессоров и узлов. Узость каналов космической связи не позволит организовать достойное обучение ИИ-моделей, но уже обученная модель на орбите вполне сможет принимать решения и отвечать на вопросы, для чего безразмерные каналы связи не нужны.

Одна из серьёзных угроз для орбитальных ЦОД — микрометеориты и космический мусор — также была изучена и парирована. Исследователи проверили на моделях, как будет вести себя тросовая конструкция при одновременном множественном поражении. Во-первых, избыточность тросов не позволит системе развалиться, даже если один, а то и два троса будут перебиты, вероятность чего крайне невелика. Во-вторых, после удара возникнут колебания, которые так же тросовая конструкция погасит, как «колокольчики на ветру». Иными словами, тросовый дата-центр не будет бояться космического мусора и ударов небольших метеоритов.

«Это первая конструкция, в которой приоритет отдается пассивной ориентации в таком масштабе, — пояснил Игорь Баргатин, доцент кафедры машиностроения и прикладной механики (MEAM) и старший автор статьи. — Поскольку конструкция основана на тросах — существующей, хорошо изученной технологии, мы можем реалистично оценить возможность масштабирования орбитальных центров обработки данных до размеров, необходимых для существенного снижения энергопотребления и расхода воды в центрах обработки данных на Земле».

Разработчики оценивают проект как жизнеспособный уже в ближайшей перспективе, который можно начать реализовывать уже сейчас имеющимися средствами вывода полезной нагрузки в космос. Система тонкоплёночных парусов сможет выдерживать заданную ориентацию ЦОД в пространстве, используя для этого давление солнечного ветра. Основные инженерные решения найдены более полувека назад. Пришло время реализовать их на практике.