به روایت سیلیکونولی، هوش مصنوعی آنقدر سریع در حال رشد است که گویی سیارهٔ محل تولدش دیگر توان پشتیبانی از آن را ندارد. پیشبینی میشود مراکز داده تا سال ۲۰۳۰ تقریباً نیمی از رشد تقاضای برق آمریکا را به خود اختصاص دهند و نیاز آنها به انرژی در سراسر جهان تا پایان این دهه دو برابر شود؛ چرا که شرکتها مدلهای بزرگتری را آموزش میدهند. از سوی دیگر، مقامات محلی نسبت به صدور مجوز برای ساخت مراکز داده جدید که زمین زیادی اشغال میکنند، به شبکه برق فشار وارد میکنند و حجم عظیمی از آب را برای خنکسازی مصرف میکنند، مقاومت نشان دادهاند. همین موضوع برخی از مدیران فناوری را به فکر انتقال سرورها به فضا برای فرار از این چالشها انداخته است.
مراکز دادهٔ مداری میتوانند بدون تأثیر ابر یا تاریکی شب، با انرژی تقریباً نامحدود خورشیدی کار کنند. اگر ساخت مراکز دادهٔ بزرگ روی زمین دشوار شده، شاید راهحل، انتقال پرمصرفترین محاسبات به مدار باشد. اما این مراکز داده فضایی تا زمانی مقرونبهصرفه نمیشوند که هزینهٔ پرتاب به فضا بهطور چشمگیری کاهش یابد؛ و بسیاری از کارشناسان هشدار میدهند که چنین پروژههایی حتی ممکن است اثرات محیطزیستی و اقلیمی بزرگتری نسبت به مراکز دادهٔ زمینی ایجاد کنند.
اوایل نوامبر، گوگل پروژهای به نام Suncatcher را معرفی کرد که هدفش ارسال منظومهای از ماهوارههای خورشیدی حامل تراشههای اختصاصی هوش مصنوعی گوگل است؛ مأموریت نمایشی آن برای سال ۲۰۲۷ برنامهریزی شده است. همزمان، استارتآپ Starcloud نیز پرتاب یک ماهوارهٔ ۶۰ کیلوگرمی مجهز به پردازنده NVIDIA H100 را بهعنوان مقدمهای برای یک مرکز دادهٔ مداری جشن گرفت؛ مرکزی که انتظار میرود تا سال ۲۰۳۵ نیازمند پنج گیگاوات انرژی الکتریکی باشد.
این دو تلاش بخشی از موج گستردهای از ایدهها برای انتقال بخشی از رایانش به خارج از زمین هستند. چین در حال پرتاب فضاپیماهایی برای منظومهٔ «مرکز داده فضایی» Xingshidai است و اتحادیهٔ اروپا نیز پروژهای مشابه با نام ASCEND را بررسی میکند.
بنجامین لی، معمار و مهندس کامپیوتر در دانشگاه پنسیلوانیا، میگوید: «مراکز دادهٔ مداری از انرژی خورشیدی مداوم و صفحات فتوولتائیک بهره میبرند. این موضوع میتواند چالش دیرینهٔ تأمین انرژی مراکز داده را بهصورت کارآمد و کمکربن حل کند.» بیشتر طرحها مراکزی را تصور میکنند که در یک مدار خورشیدآهنگِ سپیدهدم-تا-غروب قرار میگیرند تا پنلهای خورشیدیشان تقریباً بهطور مداوم نور دریافت کنند و از مزیت نبود جو در افزایش بازده انرژی بهرهمند شوند.
اما همین مزیتها، مشکلات مهندسی جدیدی هم ایجاد میکنند. به گفتهٔ لی، تجهیزات محاسباتی در فضا باید در برابر تابشهای شدید محافظت شوند؛ چه با سپرهای فیزیکی و چه با نرمافزارهای تصحیح خطا. برای دفع گرما نیز این پلتفرمها باید از رادیاتورهای بزرگی بهره ببرند که در خلأ فضا حرارت را تابش دهند؛ ساختاری که جرم زیادی دارد و باید با موشک به مدار منتقل شود.
در نهایت همهٔ این طرحها با یک محدودیت جدی روبهرو هستند: رساندن سختافزار به فضا. هزینهٔ پرتاب موشک بهتنهایی مانع بزرگی برای ساخت مراکز دادهٔ عظیم مداری است، چه برسد به اینکه هر پنج تا شش سال تراشهها باید تعویض شوند. لی میگوید: «هزینهٔ پرتاب با موشکهای قابلاستفادهٔ مجدد در حال کاهش است، اما برای ساخت مراکز دادهٔ مداریِ رقابتی نسبت به زمینیها به تعداد بسیار زیادی پرتاب نیاز داریم.» تیم Suncatcher گوگل برآورد کرده که هزینهٔ پرتاب باید تا سال ۲۰۳۵ به کمتر از ۲۰۰ دلار برای هر کیلوگرم برسد تا چنین طرحی توجیه اقتصادی داشته باشد.
حتی اگر از نظر اقتصادی هم شدنی شوند، این مراکز دادهٔ فضایی ممکن است هزینههای پایداری اضافی ایجاد کنند. Starcloud میگوید یک مرکز دادهٔ خورشیدی فضایی میتواند نسبت به یک مرکز دادهٔ زمینی که با گاز طبیعی کار میکند، تا ۱۰ برابر انتشار کربن کمتر داشته باشد. اما پژوهشگران دانشگاه زارلند آلمان، در مقالهای با عنوان «Dirty Bits in Low-Earth Orbit» محاسبه کردند که چنین مرکز دادهای (حتی با انرژی خورشیدی) میتواند بهدلیل انتشار ناشی از پرتاب موشکها و ورود دوبارهٔ قطعات به جو، تا یک مرتبه بزرگی انتشار بیشتری نسبت به مراکز دادهٔ زمینی ایجاد کند. آندریاس اشمیت، پژوهشگر دانشگاه زارلند و یکی از نویسندگان مقاله میگوید: اکثر این انتشار اضافی ناشی از سوختن مراحل موشک و قطعات هنگام ورود دوباره به جو است؛ فرآیندی که آلایندههایی تولید میکند که میتوانند لایهٔ اوزون را بیشتر تخریب کنند.
ستارهشناسان هم نگرانیهای خود را دارند. جانستون میگوید مدار ایدهآل خورشیدآهنگ باعث میشود این مراکز داده فقط هنگام سحر یا غروب در آسمان شب دیده شوند. اما سامانتا لاولر، ستارهشناس دانشگاه رجینا کانادا، هشدار میدهد که بسیاری از رصدگران برای شکار سیارکهای نزدیک زمین از همین نور گرگومیش استفاده میکنند و او نسبت به هر پروژهای با آرایههای خورشیدی چند کیلومتری نگران است. همچنین بیم آن میرود که چنین پروژههایی مشکل زبالههای فضایی را تشدید کنند؛ چون سختافزارهای بیشتری به مدار پرتاب میشوند و قطعات بیشتری به جو بازمیگردند. او میگوید: «الان هم آلودگی ناشی از ورود دوبارهٔ قطعات زیاد است و تکههای سختافزاری به زمین برخورد میکنند.»
در حال حاضر، مراکز دادهٔ مداری بیشتر در حد یک مفهوم هستند؛ چند نمونهٔ آزمایشی کوچک و مجموعهای از اسلایدهای جاهطلبانه. فیزیک پایهٔ دریافت نور تقریباً مداوم در مدار واقعی است و هزینهٔ پرتاب هم در جهت مطلوب حرکت میکند. اما پرسشهای زیستمحیطی، نجومی و مقرراتی همچنان جدیاند. حالا جهان باید تصمیم بگیرد که آیا ارسال سختافزار به فضا راهی هوشمندانه برای تأمین انرژی هوش مصنوعی است، یا فقط راهی است برای دور نگهداشتن عوارض آن از چشمها.