SpaceX و Blue Origin تريد نقل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي إلى المدار، لكن الفيزياء ضدها

الفكرة تبدو خالية من العيوب تقريباً على الورق: إذا واجهت الذكاء الاصطناعي نقصاً في الطاقة على الأرض، يمكن نقل الحسابات إلى المدار، حيث تشرق الشمس بشكل مستمر تقريباً، ولا تحتاج مراكز البيانات الجديدة إلى التنسيق مع الشبكات المحلية والسلطات. لكن كلما تحدثت SpaceX و Blue Origin بشكل أكبر عن عناقيد الحوسبة الفضائية، كان الرد أقسى من قبل العلماء والمهندسين: يتم تقديم المشكلة كحل قريب المدى، على الرغم من أنه لا يمكن حلها بعد بالفيزياء أو الاقتصاديات أو معمارية الأنظمة المدارية نفسها. في 30 يناير، قدمت SpaceX طلباً إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية لإطلاق ما يصل إلى مليون قمر صناعي في مدار أرضي منخفض.

تصف الشركة الشبكة بأنها بنية تحتية حوسبة مدارية للنماذج المتقدمة للذكاء الاصطناعي. يجب وضع الأقمار الصناعية على ارتفاعات تتراوح من 500 إلى 2000 كيلومتر، مع الحفاظ عليها على الجانب المشمس قدر الإمكان وتوجيه حركة البيانات عبر Starlink. طلبت SpaceX أيضاً تيسيراً في جداول النشر، حيث يجب أن تصبح نصف الكوكبة عملياتية عادة خلال ستة سنوات.

بعد سبعة أسابيع، قدمت Blue Origin طلباً مشابهاً. يتوقع مشروع Sunrise الخاص بها 51,600 قمر صناعي في مدارات متزامنة مع الشمس على ارتفاعات تتراوح من 500 إلى 1800 كيلومتر. يجب إجراء الحسابات في الفضاء، مع إرسال النتائج إلى الأرض عبر شبكة بصرية منفصلة، TeraWave.

بالتوازي، الشركات الناشئة تتسارع أيضاً. جذبت Starcloud 170 مليون دولار في مارس بتقييم 1.1 مليار دولار وقد نشرت بالفعل قمراً صناعياً مزوداً برسوميات Nvidia H100.

تختبر Aethero هذا العام أجهزة كمبيوتر محصنة ضد الإشعاع تستخدم رقائق Nvidia Orin NX. الاهتمام بمثل هذه المشاريع مفهوم. وصل الاستهلاك العالمي للكهرباء من قبل مراكز البيانات في عام 2024 إلى حوالي 415 تيراوات ساعة، وقد يتجاوز 1000 تيراوات ساعة بحلول عام 2026.

خوادم الذكاء الاصطناعي تدفع النمو الأسرع، مع نمو سنوي متوقع حوالي 30%. في فيرجينيا، مراكز البيانات تستهلك بالفعل 26% من كل الكهرباء، وفي أيرلندا قد تصل حصتها إلى 32% بحلول نهاية السنة. على الأرض، من الصعب بشكل متزايد الاتصال السريع بطاقة جديدة وبناء الشبكات والحصول على تصاريح، لذلك يبدو المدار وكأنه طريق التفافي مغر.

لكن بعد ذلك تبدأ واقعية الهندسة. العدو الرئيسي لمركز بيانات مداري هو الحرارة. على الأرض، يتم تبريد الخوادم بالهواء والسوائل، لكن في الفضاء، لا يمكن تبديد الطاقة الزائدة إلا بالإشعاع.

لتبديد مجرد 1 ميجاوات من الحرارة والحفاظ على الإلكترونيات حول 20 درجة مئوية، هناك حاجة إلى مشعات بمساحة تقريباً 1200 متر مربع — وهذا يعادل حوالي أربع ملاعب تنس. لمنشأة حتى بعدة مئات من الميجاوات، ستحتاج أنظمة تبديد الحرارة إلى أن تكون أضخم بأوامر من حيث الحجم من أي شيء نشرته البشرية في المدار. المشكلة الثانية هي الإشعاع.

في المدار المنخفض، تعاني الرقائق العادية من الأعطال والأضرار الفيزيائية من الأشعات الكونية والجسيمات المشحونة. يزيد الحماية من الإشعاع من تكلفة الأجهزة بنسبة 30–50% ويقلل الأداء بنسبة 20–30% في نفس الوقت. يعني البديل المتمثل في الاحتياطي الثلاثي إرسال ثلاث نسخ من كل رقاقة إلى الفضاء، جنباً إلى جنب مع ثلاث مرات أكثر الكتلة والتبريد واستهلاك الطاقة.

القيد الثالث هو الكمون. يتطلب تدريب النماذج المتقدمة روابط بين العقد على مستوى الميكروثانية، لكن المدار المنخفض يوفر ميلي ثانية بين الأقمار الصناعية وتقريباً 60–190 ميلي ثانية لانتشار الإشارات بين الأرض والمدار. هذا يجعل مثل هذه الأنظمة مفيدة بشكل محتمل أكثر للاستدلال من لتدريب النماذج الكبيرة.

هناك أيضاً الاقتصاديات. تقدير مركز بيانات مداري بقوة 1 جيجاوات يتجاوز 50 مليار دولار — أغلى تقريباً بثلاث مرات من منشأة أرضية قابلة للمقارنة حتى مع الأخذ بعين الاعتبار عدة سنوات من التشغيل. لكي تبدأ الحوسبة الفضائية في البدء بشكل معقول، يجب، وفقاً لبعض التقديرات، أن تنخفض تكاليف الإطلاق إلى أقل من 200 دولار لكل كيلوغرام، في حين أن الاقتصاديات الحالية لإطلاقات Starlink تقع تقريباً في نطاق 1000–2000 دولار لكل كيلوغرام.

يعتقد بعض المحللين أن المنافسة الحقيقية ستتطلب مستوى 20–30 دولار لكل كيلوغرام. حتى ضمن صناعة الذكاء الاصطناعي، تتم مواجهة الفكرة بالتشكك: المسألة ليست فقط التكلفة، بل الصيانة الدنيوية — كيفية استبدال وحدة معالجة رسوميات معطلة في المدار. يأتي جبهة منفصلة من النقد من علماء الفلك.

تلقت طلب SpaceX حوالي ألف تعليق عام، وتحث الغالبية العظمى منها المنظم على عدم الموافقة على المشروع. إذا ظهرت مثل هذه الكوكبة، فقد يحتوي السماء الليلية في جزء كبير من السنة على المزيد من الأقمار الصناعية أكثر من النجوم المرئية. هذا يعني المزيد من التلوث الضوئي وتلوث الموجات الراديوية، فضلاً عن بيئة مدارية مزدحمة أكثر.

الاستنتاج الرئيسي هو هذا: مراكز البيانات المدارية لا تبدو سخيفة كاتجاه طويل المدى، خاصة إذا انخفضت تكاليف الإطلاق بشكل حاد واستمرت شبكة الكهرباء على الأرض في الكفاح مع الطلب على الذكاء الاصطناعي. لكن بين الطلب بعشرات الآلاف أو حتى مليون قمر صناعي وشبكة حوسبة فضائية حقيقية وعملية واقتصادياً معقولة، تقع سنوات من التحديات غير المحلولة. لذلك، الآن هذا أكثر رهان على المستقبل البعيد وطريقة للمطالبة بالمدار، بدلاً من إجابة على نقص الطاقة الحوسبية التي يحتاجها السوق اليوم.