На первый взгляд, идея размещения ЦОД в космосе, чтобы сократить «углеродный след» инфраструктуры и достичь других целей, кажется несколько надуманной. Ведь запуск ракеты в космос — совсем не экологически чистый процесс. Например, чтобы отправить на околоземную орбиту носитель Falcon 9 компании SpaceX, требуется более 400 тыс. литров ракетного топлива. А отправить туда же инженера, чтобы что-то починить в сломавшемся космическом дата-центре, гораздо сложнее, чем командировать специалиста даже в другую страну, но на Земле.

Также возникает проблема с электроэнергией. Обеспечивать электроснабжение инфраструктуры космического дата-центра придется за счет солнечного света. Более того, поскольку геосинхронная орбита находится на расстоянии около 35,7 тыс. км от поверхности планеты, задержка при передаче данных между Землей и космическим ЦОД будет весьма ощутимой, причем коммуникации будут подвержены атмосферным помехам.

И это еще не все. Проектировщикам орбитальных дата-центров придется учитывать повышенный риск электромагнитных помех от солнечных вспышек — не говоря уже о вероятности столкновения с растущим количеством космического мусора, загромождающего орбиту Земли и движущегося в космосе с высокой скоростью. И, наконец, существует риск того, что в какой-то момент космический дата-центр упадет на Землю.

Ни одна из этих проблем не смущает участников профильных проектов, число которых быстро растет. Человечество уже перешло от автономных спутников к целым кластерам, элементы которых теперь могут связываться друг с другом посредством межспутниковой и лазерной связи. Следующим шагом, который произойдет в ближайшее время, станет установка небольшого сервера на Международной космической станции (МКС) в качестве совместного эксперимента. Один из участников — Microsoft.

Ранее собственные тесты проводили HPE и Skycorp, которые отправили оборудование на МКС, чтобы проверить, какое воздействие радиация оказывает на него. Что дальше? Предлагаем свежий тематический дайджест, охватывающий новости о ЦОД в космосе.

Европейский проект Ascend

В рамках 16-месячного проекта под названием Ascend, финансируемого Европейским Союзом, должна быть оценена осуществимость запуска и эксплуатации дата-центров в космосе. Проект стоимостью 2 миллиона евро – часть программы научных исследований ЕС Horizon Europe и инициативы Брюсселя, направленной на то, чтобы сделать континент углеродно-нейтральным к 2050 году.

Участие в реализации проекта принимает компания Thales Alenia Space, считающаяся одним из крупнейших в мире производителей спутников. В качестве участников также заявлены Ariane Group (крупнейшая в Европе компания по запуску спутников) и Airbus. В команду входит Немецкий институт робототехники и мехатроники (нем.: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), изучающий осуществимость использования роботов для настройки и обслуживания дата-центра на орбите.

Де-факто требуется подготовить технико-экономическое обоснование и выяснить, достижима ли существенная экономия электроэнергии на охлаждении серверов и эксплуатации ЦОД в целом с учетом колоссального количества ракетного топлива, которое потребуется для вывода вычислительных мощностей на орбиту. Авторы проекта отмечают, что он может стать большим толчком для космической и технологической отрасли в Европе.

Leonardo изучит реализуемость космического ЦОД в рамках итальянского проекта MILSCA

Итальянская государственная аэрокосмическая компания Leonardo была выбрана в качестве подрядчика при реализации проекта MILSCA, запущенного для нужд итальянских военных и правительства Италии. Цель — изучение возможности развертывания и эксплуатации космической инфраструктуры для облачных вычислений и хранения данных, используя кластер спутников.

Ожидается, что при реализации проекта на Земле будет развернуты хранилища данных емкостью 100 ТБ. Накопители аналогичной вместимости будут на борту каждого отправленного в космос спутника, дополняемые вычислительными мощностями на уровне 250 терафлопс. Эти спутники будут объединены в сеть, образуя орбитальный суперкомпьютерный кластер.

Исследование рассчитано на два года и будет проводиться при поддержке Telespazio и Thales Alenia Space (совместные предприятия Leonardo и французской Thales). Команда уже прорабатывает архитектуру и готовится создать цифрового двойника космического ЦОД с использованием суперкомпьютера Leonardo Davinci-1.

Amazon поможет NTT запустить дата-центры в космос к концу пятилетки

В начале «двадцатых» японский поставщик услуг ЦОД NTT и компания SKY Perfect JSAT, занимающаяся спутниковой связью и вещанием, объявили о сотрудничестве в рамках совместного проекта под названием Space Integrated Computing Network. Проект предполагает создание интегрированной вычислительной сети в космосе. Сеть будет включать, среди прочего, космические дата-центры. Ожидается, что ее первые элементы появятся на околоземной орбите к 2025 году.

Планируется объединить сетевую и вычислительную инфраструктуру NTT с космическими активами SKY Perfect JSAT для создания сети спутников, соединенных друг с другом и с поверхностью Землей с помощью оптической беспроводной технологии. Это позволит сформировать единый кластер и облегчить распределенные вычислительных задач в космосе.

В конце 2023 года к работе присоединилась корпорация Amazon, которая реализует собственный космический проект. Речь об инициативе Project Kuiper, нацеленной на расширение глобального широкополосного доступа через группировку из 3236 спутников на низкой околоземной орбите (НОО). Инженеры Amazon, NTT и SKY Perfect JSAT будут изучать возможности для организации бесперебойной связи между Землей и космосом.

Партнеры приводят следующие преимущества такого подхода:

• Обработка данных в космосе. Большие объемы данных могут быть собраны спутниками и проанализированы в космосе. Избегая отправки их на Землю для обработки, удастся значительно сократить объем трафика данных, избежать замедления передачи данных и, как следствие, снизить энергопотребление и повысить полезность вычислительной инфраструктуры.
• Сбор данных с множества удаленных устройств. Спутники на низкой околоземной орбите будут использовать технологию MIMO для сбора данных с IoT-устройств (интернет вещей), ферм, морских ветряных электростанций, автономных транспортных средств и других удаленных друг от друга источников информации, которые могут находиться в регионах со слабым покрытием традиционной наземной проводной или беспроводной инфраструктурой передачи данных. Это позволит изучать риски, а также прогнозировать и предотвращать проблемы до того, как они возникнут.
• «Углеродный след». Космическая вычислительная инфраструктура сможет снизить негативное влияние бизнеса на экологию планеты, используя энергию Солнца при выработке электричества для хранения, передачи и обработки данных. В системе также будут использоваться фотонные и оптические технологии, которые значительно снизят энергопотребление и повысят скорость передачи данных.
• Физическая защита. Погода на Земле или стихийные бедствия и потенциальные экологические проблемы, включая пожары или техногенные катастрофы, больше не будут прерывать связь, вызывать перебои в обслуживании или другие риски, поскольку коммуникационная и вычислительная инфраструктура, а также электрогенерирующие мощности будут расположены в космосе.
• Резервирование. Возможность хранения данных на орбите позволит создать резервную копию критически важной информации с земных дата-центров, которые менее безопасны из-за стихийных бедствий и других рисков.
• Связь с дальним космосом. Ожидается, что к середине века на орбите Земли вполне может появиться еще несколько космических станций. Возможно появление лунных баз и даже базы на Марсе, если генеральный директор SpaceX Илон Маск добьется своего. И каждому из таких объектов потребуются мощности ЦОД для поддержки. Спрос на космические ЦОД будет расти по мере экспансии человечества за пределы родной планеты.
• Прочие преимущества. Космические дата-центры могут предложить и другие преимущества. Например, квантовые вычисления требуют чрезвычайно низких температур. В космосе сверхнизких температур можно достичь, просто поместив компьютер в тень. И там нет вибрации, что продлевает срок службы оборудования. А космическое производство позволяет создавать новые виды литографии и совершенные кремниевые кристаллы, что также потребует вычислительных мощностей.

Axiom Space обещает запустить ЦОД на коммерческой космической станции к 2026 году

В декабре 2023 года компания Axiom Space, занимающаяся космической инфраструктурой, объявила о разработке «орбитального дата-центра» на своей коммерческой космической станции. Первый модуль последний, как ожидается, будет запущен в 2026 году. Проект реализуется в сотрудничестве с Kepler Communications US и Skyloom Global. Партнёры нужны Axiom Space для демонстрации оптических механизмов межспутниковой передачи данных. Ожидается, что соответствующая сеть будут обеспечивать пропускную способность до 10 гигабит в секунду.

Первоначально модуль Axiom Space будет частью Международной космической станции, но после вывода МКС из эксплуатации планируется его отделение, после чего модуль останется на орбите. Ожидается, что первоначальное развертывание космического дата-центра компании размером примерно полкубического метра начнется к 2027 году. Но до этого Axiom установит меньший прототип на борту Международной космической станции. Это произойдет уже в 2025 году.

В компании заявили, что цель создания дата-центра — предоставление доступа к облачным вычислениям в космосе без необходимости обратного подключения к наземной облачной инфраструктуре (на Земле Axiom использует Amazon Web Services). В компании надеются успех проекта приведет к развертыванию ЦОД на Луне и Марсе.

GITAI тестирует построенную роботом лунную вышку связи на Земле

Компания GITAI USA провела испытания пятиметровой вышки в среде, имитирующей лунную поверхность. Тестирование проводилось в сотрудничестве с японской телекоммуникационной компанией KDDI Corporation. Вышка была построена с использованием лунохода GITAI и трех роботов Inchworm, оснащенных манипуляторами с «захватами».

После постройки вышки роботы подключили силовые кабели, и систему протестировали. Затем роботы отсоединили антенну и разобрали башню. Инициативу поддержало Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA).

GITAI надеется использовать своих роботов для строительства, тестирования и технического обслуживания лунной инфраструктуры, включая установки по использованию местных ресурсов, электросеть, стартовые площадки, дата-центры, телекоммуникационные вышки и многое другое.

Lumen Orbit привлекла $2,4 млн на космический ЦОД

Стартап Lumen Orbit объявил о привлечение стороннего финансирования в размере 2,4 миллиона долларов. Компания надеется использовать эти деньги и другие ресурсы, чтобы развернуть на сверхнизкой околоземной орбите сотни спутников. Последние будут выступать в качестве распределенной серверной фермы, используемой для обслуживания стандартных спутников.

Стандартные спутники будут отправлять Lumen Orbit собранные необработанные данные. Используя встроенные графические процессоры и модели искусственного интеллекта, устройства Lumen Orbit будут обрабатывать информацию, снижая затраты и задержки.

Компания, которой всего три месяца, в конечном итоге планирует развернуть около 300 спутников на высоте около 315 километров. Первоначально тестовую систему массой 60 кг планируется запустить в мае 2025 года на ракете SpaceX Falcon 9. Через шесть месяцев после испытаний планируется запуск 8 спутников. Компания сотрудничает с Ansys и Solidworks при проектировании и разработке своих решений.

Lonestar Data Holdings готовится развернуть тестовый ЦОД на поверхности Луны

Компания Lonestar Data Holdings, специализирующаяся на хранении данных, надеется развернуть ЦОД на Луне. Если точнее, в лунных лавовых трубках, что обусловлено соображениями безопасности.

Недавно компания успешно протестировала передачу данных на посадочный модуль Nova-C, направлявшийся на Луну в рамках миссии IM-1. Ее инженеры также провели виртуальное развертывание ЦОД на посадочном модуле компании Intuitive Machines.

Последующая миссия, также с участием Intuitive Machines, будет включать развертывание небольшого лунного дата-центра. Эта миссия, получившая кодовое имя IM-2, предполагает развертывание вычислительной платформы с твердотельным накопителем емкостью 8 ТБ и одной микросхемой PolaFire SoC FPGA. Это будет первый лунный центр обработки данных Lonestar. Компания планирует использовать его для дальнейшего тестирования концепции и наблюдения за тем, как хранилище ведет себя на поверхности естественного спутника Земли.

Дата проведения миссии IM-2 еще не объявлена, и посадочный модуль, вероятно, будет адаптирован с учетом проблем IM-1. В частности, в рамках недавней миссии посадочный модуль Intuitive Machines перевернулся, что снизило коммуникационные возможности, а солнечные панели оказались ближе к поверхности, чем ожидалось.