Quảng cáo chiêu hàng hấp dẫn ở sự đơn giản của nó: AI cần nhiều năng lượng hơn mức lưới điện trên mặt đất có thể cung cấp, vì vậy hãy di chuyển các trung tâm dữ liệu vào quỹ đạo, nơi mặt trời không bao giờ lặn và điện được cung cấp miễn phí. SpaceX, Blue Origin và một nhóm công ty khởi nghiệp đang phát triển hiện đang chạy đua để biến tầm nhìn đó thành hiện thực. Vấn đề, theo các nhà khoa học và kỹ sư, những người sẽ phải làm cho vật lý hoạt động, là tầm nhìn đã bỏ qua một số chương về nhiệt động lực học, kinh tế học và cơ học quỹ đạo chưa được viết ra.
SpaceX đã nộp đơn lên Ủy ban Truyền thông Liên bang vào ngày 30 tháng 1 để xin phép phóng tới một triệu vệ tinh vào quỹ đạo thấp của Trái đất, mỗi vệ tinh mang theo phần cứng máy tính sẽ tạo thành cái mà công ty mô tả là một chòm sao với “năng lực tính toán chưa từng có để cung cấp năng lượng cho các mô hình trí tuệ nhân tạo tiên tiến.” Các vệ tinh sẽ hoạt động ở độ cao từ 500 đến 2.000 km, trên quỹ đạo được thiết kế để tối đa hóa thời gian dưới ánh sáng mặt trời và định tuyến giao thông qua mạng Starlink hiện có của SpaceX. SpaceX đã yêu cầu từ bỏ các mốc triển khai tiêu chuẩn của FCC, thường yêu cầu một nửa chòm sao phải hoạt động trong vòng sáu năm.
Bảy tuần sau, Blue Origin nộp đơn đăng ký của riêng mình. Dự án Sunrise đề xuất 51.600 vệ tinh trong quỹ đạo đồng bộ với mặt trời trong khoảng từ 500 đến 1.800 km, được bổ sung bởi chòm sao TeraWave gồm 5.408 vệ tinh đã công bố trước đó, cung cấp đường truyền quang tốc độ cực cao. Trong đó hồ sơ của SpaceX nhấn mạnh vào quy mô thô, thì kiến trúc của Blue Origin nhấn mạnh: hệ thống sẽ thực hiện tính toán trên quỹ đạo và chuyển kết quả xuống mặt đất thông qua mạng lưới của TeraWave.
Hệ sinh thái khởi nghiệp thậm chí còn phát triển nhanh hơn. Starcloud, trước đây là Lumen Orbit, đã huy động được 170 triệu USD với mức định giá 1,1 tỷ USD vào tháng 3, trở thành kỳ lân nhanh nhất trong lịch sử Y Combinator chỉ 17 tháng sau khi hoàn thành chương trình. Công ty đã phóng vệ tinh đầu tiên mang GPU Nvidia H100 vào tháng 11 năm 2025 và nộp đơn lên FCC vào tháng 2 về một chùm vệ tinh lên tới 88.000 vệ tinh. Aethero, một công ty khởi nghiệp tập trung vào quốc phòng xây dựng các máy tính cấp không gian với chip Nvidia Orin NX được bọc trong tấm chắn bức xạ, đã huy động được 8,4 triệu USD và đang thử nghiệm phần cứng trên quỹ đạo trong năm nay.
TNW City Coworking Space – Nơi công việc tốt nhất của bạn diễn ra
Một không gian làm việc được thiết kế để phát triển, hợp tác và có cơ hội kết nối vô tận ở trung tâm công nghệ.
Logic thương mại dựa trên một vấn đề thực sự. Mức tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu toàn cầu đạt khoảng 415 terawatt giờ vào năm 2024 và Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự đoán con số này có thể vượt quá 1.000 TWh vào năm 2026, với các máy chủ AI được tăng tốc thúc đẩy mức tăng trưởng 30% hàng năm. Chỉ riêng ở Virginia, các trung tâm dữ liệu tiêu thụ 26% tổng nguồn điện. Thị phần của Ireland có thể đạt 32% vào cuối năm nay. Những hạn chế về lưới điện là có thật, sự chậm trễ cấp phép là có thật và sự phản kháng chính trị đối với việc xây dựng thêm công suất trên mặt đất là có thật.
Các nhà khoa học lập luận rằng điều cũng có thật là cơ sở vật lý khiến cho việc tính toán quỹ đạo trở nên cực kỳ khó khăn ở bất kỳ quy mô có ý nghĩa nào. Thách thức cơ bản nhất là nhiệt. Trong không gian, không có không khí để mang nhiệt ra khỏi bộ xử lý, chỉ có hệ thống làm mát bằng bức xạ, đòi hỏi diện tích bề mặt rộng lớn. Để tiêu tan chỉ một megawatt năng lượng nhiệt trong khi vẫn giữ các thiết bị điện tử ở nhiệt độ ổn định 20 độ C cần khoảng 1.200 mét vuông bộ tản nhiệt, khoảng 4 sân tennis. Một trung tâm dữ liệu vài trăm megawatt, ngưỡng tối thiểu để phù hợp với mục đích thương mại, sẽ yêu cầu bộ tản nhiệt lớn hơn hàng nghìn lần so với bất kỳ thứ gì từng được triển khai trên Trạm vũ trụ quốc tế.
Bức xạ trình bày vấn đề cấu trúc thứ hai. Quỹ đạo Trái đất thấp khiến các chip không được che chắn tiếp xúc với các tia vũ trụ và các hạt bị mắc kẹt gây ra hiện tượng lật bit và làm hỏng mạch vĩnh viễn. Việc làm cứng bức xạ làm tăng thêm 30 đến 50% chi phí phần cứng và giảm hiệu suất từ 20 đến 30%. Giải pháp thay thế, dự phòng ba mô-đun, có nghĩa là tung ra ba bản sao của mỗi con chip, làm mát gấp ba lần, điện năng gấp ba lần và khối lượng gấp ba lần. Phương pháp tiếp cận GPU thương mại bay với tấm chắn bên ngoài của Starcloud là một thử nghiệm thú vị, nhưng chưa ai chứng minh rằng nó hoạt động trên quy mô lớn hoặc trên toàn bộ vòng đời phần cứng được tính bằng năm thay vì tháng.
Độ trễ là hạn chế thứ ba. Một triệu vệ tinh trải rộng trên các vỏ quỹ đạo từ 500 đến 2.000 km không thể đạt được sự kết nối chặt chẽ cần thiết cho việc huấn luyện mô hình biên giới, trong đó độ trễ liên lạc giữa các nút phải duy trì trong phạm vi micro giây. Quỹ đạo Trái đất tầm thấp đưa ra độ trễ tối thiểu vài mili giây đối với các liên kết giữa các vệ tinh và 60 đến 190 mili giây đối với các chuyến đi khứ hồi từ mặt đất đến quỹ đạo, so với 10 đến 50 mili giây đối với các mạng phân phối nội dung trên mặt đất. Điều đó làm cho cơ sở hạ tầng quỹ đạo có khả năng tồn tại đối với khối lượng công việc suy luận chứ không phải dành cho đào tạo, vốn là nơi mà phần lớn nhu cầu tính toán AI hiện đang chiếm ưu thế.
Sau đó là chi phí. IEEE Spectrum ước tính rằng một trung tâm dữ liệu quỹ đạo có công suất 1 gigawatt sẽ có giá lên tới 50 tỷ USD, gần gấp ba lần chi phí của một cơ sở trên mặt đất tương đương, tính cả 5 năm hoạt động. Google cho biết chi phí phóng phải giảm xuống dưới 200 USD/kg trước khi điện toán trên không gian bắt đầu có ý nghĩa kinh tế. Nền kinh tế Starlink hiện tại của SpaceX hoạt động ở mức khoảng 1.000 đến 2.000 USD mỗi kg. Một số nhà phân tích cho rằng ngưỡng thực sự để cạnh tranh với nền kinh tế làm mới trên mặt đất là từ 20 đến 30 USD mỗi kg, một con số không đáng tin cậy trong vòng hai thập kỷ tới. Nền kinh tế thậm chí còn kém thuận lợi hơn khi đặt trong bối cảnh tài trợ công nghệ sâu trên thực địa, nơi các dự án cơ sở hạ tầng trên mặt đất có thể thu hút các chuỗi cung ứng đã được thiết lập và kinh tế đơn vị đã được chứng minh.
Ngay cả Sam Altman của OpenAI, người đã khám phá khoản đầu tư trị giá hàng tỷ đô la vào nhà sản xuất tên lửa Stoke Space với tư cách là đối thủ cạnh tranh tiềm năng của SpaceX trong lĩnh vực trung tâm dữ liệu quỹ đạo, cũng đã công khai gọi khái niệm này là “nực cười” trong thập kỷ hiện tại. Altman nói với các nhà báo rằng các phép toán sơ bộ về chi phí phóng so với chi phí điện năng trên mặt đất đơn giản là chưa hiệu quả và ông đã hỏi thẳng về cách mọi người dự định sửa một GPU bị hỏng trong không gian.
Cộng đồng thiên văn học bổ sung thêm một ý kiến phản đối hoàn toàn riêng biệt. Phần lớn trong số khoảng 1.000 bình luận của công chúng về hồ sơ FCC của SpaceX đã kêu gọi ủy ban không tiếp tục. Nếu được chấp thuận, chòm sao này sẽ đặt nhiều vệ tinh hơn số ngôi sao có thể nhìn thấy trên bầu trời trong phần lớn thời gian ban đêm trong suốt cả năm, tiếp tục quân sự hóa và thương mại hóa môi trường quỹ đạo vốn đang căng thẳng dưới sức nặng của các siêu vệ tinh hiện có.
Điều này không có nghĩa là các trung tâm dữ liệu quỹ đạo sẽ không bao giờ tồn tại. Starship của SpaceX, nếu đạt được mục tiêu chi phí, về cơ bản có thể thay đổi nền kinh tế từ khối lượng đến quỹ đạo hiện khiến khái niệm này không thể thực hiện được. Phương pháp tiếp cận gia tăng của Starcloud trong việc bay các trọng tải nhỏ và lặp lại hiệu suất bức xạ là một loại lộ trình kỹ thuật đôi khi tạo ra những bước đột phá. Và những hạn chế về lưới điện trên mặt đất thúc đẩy sự quan tâm sẽ không biến mất.
Nhưng khoảng cách giữa việc nộp đơn đăng ký FCC cho một triệu vệ tinh và việc thực sự tính toán quỹ đạo có tính cạnh tranh về mặt kinh tế với một kho chứa đầy GPU ở Iowa không tính bằng năm. Người ta đo lường bằng các bài toán vật lý rằng tốc độ đầu tư cơ sở hạ tầng AI hiện nay không thể đi tắt, cho dù có bao nhiêu tỷ phú sẵn sàng thử. Câu hỏi mà các nhà khoa học đang đặt ra không phải là liệu các trung tâm dữ liệu không gian có khả thi về mặt lý thuyết hay không. Đó là lý do tại sao, với tầm quan trọng của kỹ thuật chưa được giải quyết, mọi người đều coi chúng như một giải pháp ngắn hạn cho một vấn đề đòi hỏi những câu trả lời ngắn hạn. Hóa ra bầu trời không phải là giới hạn. Bộ tản nhiệt là.
Nguồn The Next Web