آنتونیو وال در تحلیلی که در وب سایت سرویس تحقیقاتی پارلمان اروپا منتشر شد، نوشت: این کار اگرچه امکان بهره‌مندی از انرژی فراوان و رایگان خورشیدی را فراهم می‌کند، اما چالش‌های قابل توجهی به همراه دارد. مانع اصلی، نه یک مانع فنی، بلکه اقتصادی است و هزینه‌های پرتاب، عاملی تعیین‌کننده‌ در این زمینه محسوب می‌شود.

مراکز داده فضایی سؤالات مهمی را درباره مقررات داده، مقررات مداری و پایداری مطرح می‌کنند که نیازمند به‌روزرسانی یا شفاف‌سازی معاهدات و قوانین موجود دیجیتال و فضایی است.

در چند سال گذشته، به هوش مصنوعی مولد، به ویژه مدل‌های زبانی بزرگ (LLM) توجه زیادی شده است. این موضوع به سرمایه‌گذاری عظیمی بالغ بر صدها میلیارد یورو در سال، در مراکز داده هوش مصنوعی، به ویژه در آمریکا که حول پردازنده‌های گرافیکی (GPU) طراحی شده‌اند، منجر شده است. این گسترش سریع با محدودیت‌هایی، به ویژه در رابطه با در دسترس بودن برق، روبرو است.

اجرای مدل‌های هوش مصنوعی به مقادیر زیادی انرژی (و همچنین آب که بیشتر آن برای تولید برق مصرف می‌شود) نیاز دارد. مراکز داده 1.5٪ از مصرف جهانی برق (۲٪ در اتحادیه اروپا) را مصرف می‌کنند و این میزان مصرف سالانه ۱۲٪ رشد دارد. علاوه بر این، آنها اغلب از نظر جغرافیایی متمرکز هستند. سناریوهای آینده نشان می‌دهد که این تقاضا می‌تواند به سرعت افزایش یابد، هرچند باید این را در نظر داشت که ممکن است هوش مصنوعی یک حباب باشد؛ مدل‌های زبانی بزرگ با مدل‌های دیگر جایگزین شوند و نوآوری در طراحی تراشه بهره‌وری انرژی را افزایش دهد.

این وضعیت ایده استقرار زیرساخت‌های محاسباتی در فضا را برای استفاده از انرژی خورشیدی مطرح کرده است. این مفهوم که ابتدا بر پردازش مداری داده‌های تصویری متمرکز بود؛ به استقرار مراکز داده هوش مصنوعی در مدار تکامل یافت. آمریکا اخیرا پیشگام این تحرکات بوده است: از یک سو ادغام اسپیس‌ایکس و ایکس‌ای‌آی که با درخواست قرار دادن یک میلیون ماهواره در مدار همراه شد و از سوی دیگر ابراز علاقه گوگل در قالب پروژه سان‌کچر و همچنین استارتاپ‌هایی مانند استارکلاد و اکسیوم.

در همین حال، چین ماهواره‌های آزمایشی راه‌اندازی کرده و اتحادیه اروپا نیز پروژه ASCEND برای مطالعه امکان‌سنجی را به پایان رسانده است.

پیامدها و تحولات بالقوه

هزینه‌های پرتاب بیانگر یک محدودیت کلیدی است. اجرای طرح موشک‌های قابل استفاده مجدد به کاهش هزینه به چند هزار یورو به ازای هر کیلوگرم محموله منجر شده است. انتظار می‌رود با موشک‌های بهبودیافته روند کاهش هزینه ادامه یابد؛ به طوری که آژانس فضایی اروپا (ESA) هدف ۲۸۰ یورو به ازای هر کیلوگرم را پیگیری می‌کند. بیشتر ایده‌ها برای مراکز داده فضایی شامل صورت‌های‌فلکی‌ بزرگ یا ساخت مدولار است. با این حال، یک مرکز داده کامل احتمالاً به بیش از صد پرتاب نیاز دارد. جایگزینی ماهواره‌هایی که عمرشان پایان یافته نیز هر سال سهم قابل توجهی به خود اختصاص می‌دهد.

مهم‌ترین جذابیت قرار دادن مراکز داده در فضا، استفاده از انرژی خورشیدی است: تابش خورشیدی برای اجرام بالای جو، می‌تواند چندین برابر بیشتر از سطح زمین باشد. گزینه ایده‌آل، مداری است که همواره میان شب و روز (گرگ و میش) و همگام با خورشید باشد تا تضمین شود که همواره یک طرف ماهواره در معرض خورشید و طرف دیگر در تاریکی باشد تا فرآیند خنک سازی تسهیل شود. پنل‌های خورشیدی باید بسیار بزرگ باشند. فناوری جدیدتر پنل‌های ‌نازک ممکن است به کاهش وزن کمک کند.

اگر این طور در نظر بگیریم که انرژی مزیت اصلی این اقدام خواهد بود، احتمالاً خنک‌سازی چالش اصلی آن است. اگرچه فضا سرد است، اما خلأ نیز هست، به این معنی که خنک‌سازی فقط می‌تواند از طریق انتشار تابشی انجام شود. این کار با اتصال یک حلقه خنک‌کننده با رادیاتورهایی بزرگ قابل انجام است که اندازه‌شان قابل مقایسه با پنل‌های خورشیدی است، اما سنگین‌ترند. سیستم خنک‌کننده آسیب‌پذیر است: هر گونه پارگی، مثلاً بر اثر برخورد شهاب‌سنگ، می‌تواند باعث خروج خنک‌کننده و آسیب به سیستم الکترونیکی شود. نگرانی اصلی دیگر در مدار، تشعشع است که می‌تواند باعث تغییرات تصادفی بیت (bit )  شود و در طول زمان باعث کاهش عملکرد یا خرابی شود. کار اخیر گوگل و استارکلاد که یک تراشه H100 انویدیا را در مدار مستقر کرد،  نشانه‌های امیدوارکننده‌ای داشته، اما تحمل خطا، تصحیح خطا، افزونگی و محافظت در برابر تشعشع همگی مورد نیاز است.

هر گونه مونتاژ یا نگهداری چالشی قابل توجه ایجاد می‌کند. بار کاری سنگین هوش مصنوعی و اثرات تشعشع، طول عمر کوتاه چند ساله را به دنبال دارند. این امر مستلزم قطعات پشتیبان یا جایگزینی ماهواره (با هزینه وزنی یا مالی بیشتر) یا نگهداری رباتیک در مدار است که هنوز به توسعه و پیشرفت مهندسی بیشتری نیاز دارد. در نهایت، مسئله ارتباطات وجود دارد. مقادیر زیادی داده از زمین برای آموزش، ممکن است توسط «شاتل‌های داده» به صورت فیزیکی حمل شوند، در حالی که ارتباطات سرور می‌تواند از ارتباطات نوری بین ماهواره‌های بسیار نزدیک استفاده کند. با توجه به اینکه زباله‌های فضایی و برخوردها مسئله‌ای حیاتی است، هماهنگی مانورهای اجتناب از برخورد که ممکن است مکرر باشند، چالش بزرگی ایجاد می‌کند.

تصمیم‌گیری پیشگیرانه

استقرار مراکز داده در فضا با موانع فنی غیرقابل‌حل روبرو نیست و حتی با فناوری فعلی نیز امکان چنین کاری وجود دارد. مانع اصلی بیشتر اقتصادی است؛ بر اساس یک تخمین خوش‌بینانه هزینه‌های مراکز داده فضایی در آینده نزدیک حدود سه برابر هزینه‌های مشابه روی زمین برآورد می‌شود. کاهش هزینه‌های پرتاب، عاملی تعیین‌کننده در این خصوص خواهد بود. این موضوع ممکن است به هم‌افزایی‌هایی منجر شود که برای سایر کاربردهای بالقوه فضا مانند انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا نیز سودمند باشد.

قوانین فضایی متعلق به دهه ۱۹۶۰ هستند و اصلاً برای مراکز داده طراحی نشده‌اند. این قوانین نمی‌گویند که چه کسی روی داده‌ها در فضا حاکمیت دارد. تنها اشاره‌ای که شده، درباره «جسم فضایی و پرسنل آن» است. به همین دلیل، برخی پیشنهاد داده‌اند که هر ماهواره تابع قانون کشور ثبت‌کننده خود باشد. همچنین قوانینی مثل مقررات حفاظت از داده (GDPR) که بر اساس موقعیت جغرافیایی داده‌ها نوشته شده‌اند، برای داده‌های فضایی مبهم است. در آینده، با پیچیده‌تر شدن فناوری (مثل مونتاژ در فضا یا حضور هوش مصنوعی پیشرفته)، این ابهامات بیشتر هم خواهد شد.

یک مرکز داده فضایی با قدرت یک گیگاوات (به اندازه بزرگ‌ترین مراکز داده روی زمین) به بیش از ۱۰,۰۰۰ تن تجهیزات نیاز دارد. این یعنی سه برابر کل محموله‌ای که در سال ۲۰۲۵ به فضا پرتاب شده است. چنین پروژه بزرگی با مشکلاتی مثل کمبود جایگاه پرتاب موشک روبه‌رو خواهد شد. علاوه بر این، ردپای کربن این مراکز ممکن است از نمونه‌های زمینی بدتر باشد و آلودگی ناشی از سوزاندن ماهواره‌های فرسوده در جو فوقانی نیز هنوز ناشناخته است.

در حال حاضر، جایگاه‌ها در مدار پایین زمین به صورت «اولین درخواست‌کننده، اولویت دارد» تخصیص می‌یابند. این روش می‌تواند به بحران ازدحام مداری و رقابت شدید کشورها بر سر فضا منجر شود.