Орбітальні дата-центри: Повний посібник з космічної AI-інфраструктури

60-кілограмовий супутник з GPU Nvidia H100 успішно навчив першу велику мовну модель у космосі 10 грудня 2025 року, що стало переломним моментом в історії обчислювальної техніки. Досягнення Starcloud демонструє, що найбільш енергоємні чіпи на Землі можуть працювати у вакуумі космосу, потенційно відкриваючи необмежену сонячну енергію для AI-навантажень, які наразі перевантажують наземні електромережі.

Коротко

Starcloud стала першою компанією, яка навчила LLM на орбіті, запустивши NanoGPT на GPU Nvidia H100 на борту супутника Starcloud-1. Google планує запустити супутники з TPU на початку 2027 року в рамках Project Suncatcher, тоді як китайська обчислювальна сузір'я «Три тіла» має на меті розгорнути 2 800 AI-супутників до 2030 року. Економічне обґрунтування залежить від зниження вартості запуску нижче 200 доларів за кілограм та перспективи сонячних панелей, що генерують до 8 разів більше енергії на орбіті, ніж на Землі. Для операторів дата-центрів, які стикаються з прогнозованим потроєнням попиту на електроенергію до 2030 року, орбітальна інфраструктура є потенційним рятівним виходом від обмежень наземних електромереж.

Наземна енергетична криза, що спонукає до космічних амбіцій

Дата-центри споживали 4,4% загальної електроенергії США у 2023 році і можуть досягти 6,7–12% до 2028 року, згідно з даними Міністерства енергетики. Глобальне споживання електроенергії дата-центрами подвоїться до 945 ТВт·год до 2030 року, при цьому частка AI-оптимізованих серверів зросте з 21% споживання електроенергії дата-центрів у 2025 році до 44% до 2030 року.

Прогнози попиту на електроенергію

Місцеві чиновники почали відхиляти нові проєкти дата-центрів, що перевантажують електромережі та споживають воду для охолодження. Лише у США прогнозується потенційний дефіцит у 2,3 ГВт між очікуваним навантаженням дата-центрів та очікуваними новими генеруючими потужностями у мережі PJM до 2030 року.

Космос пропонує переконливу альтернативу. Сонце випромінює більше енергії, ніж 100 трильйонів разів загальне виробництво електроенергії людством. На правильній орбіті сонячні панелі працюють майже безперервно та генерують у 5–8 разів більше потужності, ніж еквівалентні системи на Землі, без атмосферних перешкод.

Starcloud: Перша LLM, навчена у космосі

Історичне досягнення

Стартап Starcloud, що підтримується Nvidia, запустив супутник Starcloud-1 на ракеті SpaceX 2 листопада 2025 року. 60-кілограмовий супутник, приблизно розміром з невеликий холодильник, несе перший GPU Nvidia H100, що досяг орбіти.

«H100 приблизно у 100 разів потужніший, ніж будь-який GPU-комп'ютер, що був на орбіті раніше», — розповів Філіп Джонстон, генеральний директор та співзасновник Starcloud, виданню IEEE Spectrum.

Компанія навчила NanoGPT (велику мовну модель, створену одним із засновників OpenAI Андреєм Карпаті) на повному зібранні творів Шекспіра, створивши модель, що говорить шекспірівською англійською. Starcloud-1 також запускає та опитує Google Gemma LLM на орбіті.

Технічні характеристики Starcloud-1

Вирішення теплової проблеми

Розміщення 700-ватного GPU на орбіті створило величезну теплову проблему. На Землі чіпи H100 потребують складних систем водяного та повітряного охолодження. У космосі немає повітря для відведення тепла через конвекцію.

Технічний директор Starcloud Аді Олтеан та його інженерна команда розробили систему, що повністю покладається на радіаційне охолодження, використовуючи великі спеціалізовані панелі для випромінювання інтенсивного тепла, що генерується GPU, безпосередньо у крижану порожнечу глибокого космосу (середня температура: 2,7 Кельвіна або -270,45°C).

«Багато інновацій та наполегливої праці» було вкладено в це рішення, зазначив Олтеан.

Дорожня карта Starcloud

Компанія залучила понад 10 мільйонів доларів через підтримку Y Combinator та участь у програмі Nvidia Inception. Інтеграція платформи Nvidia Blackwell забезпечить до 10-кратне покращення порівняно з поточною архітектурою Hopper.

Google Project Suncatcher: TPU на орбіті

Бачення

Google анонсувала Project Suncatcher у листопаді 2025 року — амбітний проєкт, що досліджує сузір'я супутників на сонячній енергії, оснащені TPU та оптичними каналами у вільному просторі для масштабування обчислень машинного навчання у космосі.

Компанія співпрацюватиме з Planet Labs для запуску двох прототипів супутників на початку 2027 року на низьку навколоземну орбіту приблизно за 400 миль над Землею.

Технічна архітектура

Результати радіаційних випробувань

Google протестувала свої TPU Trillium у 67 МеВ протонному пучку для моделювання рівнів радіації низької навколоземної орбіти:

Економічні прогнози

Google оцінює, що космічні AI-кластери можуть стати економічно доцільними до 2035 року, за умови зниження вартості запуску нижче $200 за кілограм (наразі ~$1 400/кг через SpaceX).

Глобальна гонка орбітальних дата-центрів

Основні гравці та терміни

Китайське обчислювальне сузір'я «Три тіла»

Китай запустив 12 супутників 14 травня 2025 року, позначивши дебют «Обчислювального сузір'я Три тіла». Назване на честь науково-фантастичного роману та задачі гравітаційної фізики, сузір'я представляє співпрацю між [Zhejiang Lab, Alibaba Group та іншими партнерами](https://spaceeyen