Запускать 1 миллион спутников — что собирается делать Маск?

Маск снова начал «переворачивать всё с ног на голову».

3 февраля основатель компании SpaceX, Илон Маск, объявил в социальной сети X, что его основанная им компания по искусственному интеллекту xAI будет приобретена SpaceX, чтобы создать «самый амбициозный инновационный двигатель в мире». Недавно один из акционеров SpaceX заявил СМИ, что слияние уже одобрено советом директоров.

Очевидно, это не просто коммерческое слияние. 30 января SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи США (FCC) на запуск «созвездия спутников с беспрецедентной вычислительной мощностью» для поддержки применения больших моделей ИИ на орбите. В этом созвездии может быть до 1 миллиона спутников, образующих глобальную сеть орбитальных дата-центров. 4 февраля по местному времени FCC объявила о принятии заявки и начала сбора общественного мнения.

Настоящее, что Маск действительно хочет реализовать — это совершенно новая точка роста: космические вычисления. Космические вычисления — это развертывание вычислительных ресурсов в космосе с помощью спутников и другой инфраструктуры для обработки данных и принятия решений на базе искусственного интеллекта. Маск публично заявил, что наземная инфраструктура ИИ в мире достигла предела, и Земля в конечном итоге не сможет обеспечить необходимую мощность для больших моделей, поэтому полет в космос — неизбежный выбор. Тогда действительно ли космос, всегда солнечный и способный обеспечить бесконечную энергию, может стать будущим рассадником больших моделей?

Эффективность генерации энергии остается вызовом

Это не первый раз, когда Маск активно занимается реструктуризацией активов. В марте прошлого года, через два года после основания, xAI приобрела социальную платформу X, образовав замкнутую цепочку между социальными медиа и вычислительной мощностью моделей.

Объединение xAI и SpaceX означает, что первая получит стабильные возможности запуска, а вторая — долгосрочные заказы на запуск спутников, создавая полноценную цепочку «ракетный запуск + космическая вычислительная мощность + большие модели ИИ». Согласно документам SpaceX, создаваемое созвездие будет напрямую захватывать солнечную энергию, используя системы преобразования энергии для питания дата-центров на орбите, что обеспечит питание для «энергозатратных» больших моделей.

Эта идея обладает множеством привлекательных аспектов. Согласно данным исследовательской команды британского банка Barclays, к 2025 году в США запланировано более 45 ГВт крупных дата-центров, а к 2030 году — более 200 ГВт, что составляет 40% от общего объема электроэнергии страны. Высокорбитальные космические дата-центры смогут длительное время использовать интенсивную солнечную энергию, не завися от атмосферы, с коэффициентом эффективности до 5 раз выше солнечной энергии на поверхности.

«На сегодняшний день признанной областью применения космических вычислений является ‘天数天算’». Ведущий специалист по космической технике в Китае Юй Гуанг рассказал журналу «China News Weekly», что, например, в случае дистанционного зондирования, традиционный режим работы — это передача данных, таких как фотографии со спутников, по радиоканалу на землю, где они обрабатываются и превращаются в продукты, то есть «天数地算». Обучение и вывод больших моделей происходит на земле, что означает, что значительная часть вычислительных мощностей размещена в центрах обработки данных. Если большие модели смогут подняться в космос, эти данные можно будет обрабатывать и анализировать прямо в космосе, а на земле останется только получение результатов, что освободит наземное оборудование.

Эта перспектива уже признана как внутри страны, так и за рубежом. На конференции «星算·智联» по космическим вычислениям в январе этого года главный инженер Китайского института информационных технологий Хэ Баогон отметил, что создание системы космических вычислений не только поможет снизить нагрузку на межзвездную передачу данных и повысить оперативность космических информационных сервисов, таких как дистанционное зондирование, связь и навигация, но и поможет решить проблему энергетического обеспечения для сверхмасштабных вычислительных кластеров.

Ключевое преимущество «天数天算» — это эффективность. Юй Гуанг считает, что большие модели требуют обмена огромными объемами данных с базами данных или другими большими моделями. Если их соединить с низкоорбитальной интернет-спутниковой сетью, используя микроволновую или лазерную связь, скорость обмена данными не уступит оптоволоконным сетям на земле. Но для глобального охвата данных созвездие вычислительных спутников должно быть равномерным, и маловероятно, что все спутники будут находиться на одной орбитальной плоскости.

В этом заявлении SpaceX не раскрыла много технических деталей, таких как размеры и масса спутников. Предполагается, что созвездие будет работать на орбитах высотой 500–2000 км, с наклонением 30°, а высота каждого слоя орбит может достигать 50 км, спутники будут связаны лазерной связью.

1000000 спутников, покрывающих небо, неизбежно столкнутся с проблемой эффективности генерации энергии. Юй Гуанг отметил, что наиболее подходящая для вычислительных спутников орбита — это так называемая «сумеречная орбита», которая является особым типом солнечно-синхронной орбиты, с типичной высотой 700–800 км. Спутники на этой орбите почти постоянно находятся в освещении солнцем, так как орбитальная плоскость совпадает с плоскостью восхода и захода солнца. На этой орбите уже находятся многие метеорологические и научные спутники. В других орбитах спутники будут входить в тень Земли на некоторое время.

Очевидно, что у «сумеречной орбиты» только одна орбитальная плоскость, и она не может обеспечить размещение всех вычислительных спутников. «Самая плохая ситуация — это когда спутники в 40% времени находятся в тени Земли и не могут получать солнечную энергию, вынуждены полагаться на аккумуляторы, что значительно увеличивает стоимость развертывания. Даже если ракета-носитель ‘Starship’ от SpaceX, которая должна стать полностью многоразовой в этом году, сможет вывести полезную нагрузку, стоимость генерации энергии в космосе все равно будет значительно выше, чем на земле», — отметил Юй Гуанг.

Кроме того, стоит учитывать Международную космическую станцию, которая обладает крупнейшими в мире солнечными панелями площадью более 3000 м², что примерно равно двум футбольным полям, и мощностью около 160 кВт. Но Юй Гуанг считает, что для достижения планируемой Маском мощности в гигаватты потребуется площадь солнечных панелей в квадратные километры, что является серьезным материалом и инженерным вызовом.

«Расчеты не сходятся»

Несомненно, что сейчас как внутри страны, так и за рубежом, компании ускоряют внедрение космических вычислений.

В ноябре прошлого года стартап по космическим дата-центрам Starcloud запустил спутник Starcloud-1, который успешно работал с чипом Nvidia H100, впервые выполнив обучение и вывод больших моделей на орбите. Почти одновременно Google объявила о запуске проекта «捕日者», планируя к 2027 году запустить солнечные спутники с собственными чипами для обучения больших моделей. В заявке Маск поставил цель за пять лет снизить стоимость обучения космических ИИ и запланировал ежегодное развертывание 100 ГВт вычислительной мощности.

Внутри страны также ведутся соответствующие исследования. В мае прошлого года, после запуска первых 12 вычислительных спутников, проект «Три тела» под руководством Zhejiang Zhijiang Laboratory вошел в стадию формирования сети. Планируется, что к 2030 году проект будет завершен, включит 1000 спутников и обеспечит глобальную сеть, став первым в стране полностью интегрированным космическим созвездием вычислений. По сведениям, «Три тела» будет широко применяться в городском управлении, экстренных спасательных операциях, мониторинге окружающей среды и других сферах, а обработка данных на орбите сократит время обработки до секунд.

В сравнении с этим, для более долгосрочного применения «земных» вычислений, таких как «地数天算», некоторые специалисты сохраняют осторожность, поскольку большая часть данных в обществе все еще поступает с земли. «地数天算» предполагает внедрение еще большего количества и более плотных устройств на орбите. Президент Beijing Xingchen Future Space Technology Research Institute, Чжан Шань, заявил на вышеупомянутой конференции по космическим вычислениям, что космические вычисления все еще сталкиваются с проблемами безопасности, включая радиационную защиту и надежность аппаратуры, а также с проблемами космического мусора и автономного избегания столкновений. Для этого необходимы ключевые технологические прорывы, такие как управление большим масштабом орбитальных систем и защита от радиации.

Юй Гуанг отметил, что влияние космического излучения на крупные орбитальные устройства очень велико: после вывода на орбиту высокоэнергетичные частицы могут проникать в чипы и вызывать ошибки данных, что увеличивает вероятность ошибок в больших моделях и повышает риск повреждения устройств. Если при обучении произойдет сбой, весь процесс придется повторять. Даже при использовании только для вывода, частые ошибки в коммерческих моделях могут негативно сказаться на пользовательском опыте.

Добавление защитных и исправляющих устройств увеличит стоимость. Некоторые эксперты по космической технике отметили, что амбиции Маска в области космических вычислений во многом обусловлены возможностями, которые дает «Starship». SpaceX планирует в этом году полностью сделать многоразовым «Starship», что снизит стоимость выхода в космос на 99%, а стоимость за фунт полезной нагрузки — ниже 100 долларов. В настоящее время SpaceX подала заявку на запуск 42 000 спутников для проекта «Starlink», из которых уже развернуто более 9600 и продолжается расширение. Внутри страны технология многоразовых ракет еще находится в стадии проверки, и количество спутников, которые можно вывести за один раз, ограничено, «расчет не сходится».

Тепловыделение — еще одна проблема. Юй Гуанг отметил, что на земле теплоотвод осуществляется с помощью воды и воздуха, за счет конвекции. В космосе единственный способ — радиационный теплоотвод, что означает необходимость очень больших радиаторов и постоянной регулировки ориентации спутников: одни стороны получают солнечное тепло, другие — отводят его в космос.

Очевидно, что Маск также осознает эти проблемы. По сообщениям нескольких СМИ, команда Маска недавно посетила несколько предприятий по производству солнечных панелей в Китае, изучая оборудование, кремниевые пластины, батарейные модули и всю цепочку производства. Этот визит не был спонтанным. Ведущий специалист по космической технике отметил, что Маск ищет недорогие, радиационно-устойчивые и высокоэффективные солнечные модули для поддержки своей стратегии космических вычислений.

Юй Гуанг подчеркнул, что несмотря на множество трудностей и споров, развитие вычислительных мощностей в космосе — это будущее. Отношение FCC к заявке SpaceX будет продолжать привлекать внимание отрасли. А сам Маск, похоже, полон уверенности: в конце его поста в X он процитировал «Ad Astra», что происходит от латинской пословицы «Per aspera, ad astra», означающей «Через тернии — к звездам».

Источник: China News Weekly

Риск-менеджмент и отказ от ответственности

        Рынок подвержен рискам, инвестировать следует осторожно. Настоящий материал не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией и не учитывает конкретные цели, финансовое положение или потребности пользователя. Пользователь сам несет ответственность за любые решения, основанные на этом материале.