Est-il vraiment si difficile de construire des centres de données orbitaux ? Ars fait les calculs sur la constellation à trillion de dollars de SpaceX
Image à la une : Concept artistique du satellite SpaceX AI1 avec d’immenses panneaux solaires et panneaux radiateurs ; crédit : SpaceX
SpaceX a placé l’essentiel de sa valeur future dans les centres de données orbitaux. Pas les fusées. Pas les vaisseaux spatiaux. L’entreprise envisage de lancer et d’entretenir une constellation d’un million de satellites capables de générer 120 gigawatts d’électricité pour alimenter des dizaines de millions, et potentiellement jusqu’à 100 millions, de GPU de pointe.
Mais est-ce vraiment si difficile ?
Eric Berger, rédacteur spatial principal d’Ars Technica, dans le deuxième volet d’une série en trois parties publiée le 15 juillet, a fait les calculs. La réponse courte : beaucoup de choses doivent bien se passer. La facture varie entre 1 450 milliards de dollars dans le meilleur des cas et 9 800 milliards dans le pire : cela avant que les dommages causés par les radiations, l’efficacité des radiateurs et la latence entre satellites ne soient pleinement testés à grande échelle.
« Ce sujet a suscité un large débat sur la viabilité à court terme de cette technologie, à la fois en termes de faisabilité et de savoir s’il s’agit simplement de battage médiatique maintenant que SpaceX est une entreprise cotée en bourse », a écrit Berger.
Le satellite AI1
En juin, Elon Musk et Ian Dahl, directeur de l’ingénierie satellite chez SpaceX, ont dévoilé les détails du premier centre de données orbital de l’entreprise, appelé le satellite AI1, dans une vidéo promotionnelle. Chaque satellite embarquerait des panneaux solaires d’environ 600 mètres carrés (1,5 fois la taille d’un terrain de basket), générant 150 kilowatts de puissance de crête et 120 kilowatts pour le calcul.
« Il n’y a pas de magie nécessaire qui n’existe pas », a déclaré Musk dans la vidéo. « Une grande partie de cette technologie, nous l’avons déjà développée pour les satellites Starlink V3. Fondamentalement, nous ne pensons pas que ce soit un problème très difficile. »
Matt Desch, directeur général d’Iridium Communications, un vétéran de l’industrie satellite, s’est montré plus mesuré lorsqu’on l’a interrogé sur ce concept lors d’une conférence téléphonique sur les résultats plus tôt cette année.
« C’est un domaine très très chaud en ce moment, principalement à cause de l’annonce de Starlink et de quelques autres », a déclaré Desch. « Cela ressemble à un problème qui peut être résolu dans l’espace… Mais il y a des défis techniques massifs à surmonter. »
Les chiffres : 10 à 42 lancements par jour
Ars a construit trois scénarios basés sur la capacité de charge utile de Starship, la masse des satellites AI1 et les coûts de lancement.
| Scénario | Charge utile Starship | Masse satellite | Coût/lancement | Satellites par lancement | Lancements totaux | Lancements/an |
|—|—|—|—|—|—|—|
| Optimiste | 200 t | 3,5 t | 20 M$ | 57 | 17 500 | 3 500 |
| Neutre | 150 t | 5,5 t | 50 M$ | 27 | 37 000 | 7 400 |
| Pessimiste | 100 t | 7,5 t | 100 M$ | 13 | 77 000 | 15 300 |
Même dans le scénario optimiste, cela représente 10 lancements chaque jour. Le scénario pessimiste exige 42 lancements par jour. En comparaison, le monde entier a effectué 329 tentatives de lancement orbital l’année dernière, dont 170 par SpaceX.
Le coût de production d’un million de satellites s’accumule également. Quilty Space estime que les satellites Starlink V3 coûtent environ 1 million de dollars chacun ; les satellites AI1 seront plus chers en raison de panneaux solaires plus grands et de GPU haut de gamme. En incluant 100 milliards de dollars pour les systèmes au sol, les estimations complètes :
- Optimiste : 1 450 milliards de dollars (350 G$ de lancement, 1 M$/satellite)
- Neutre : 3 450 milliards de dollars (1 850 G$ de lancement, 1,5 M$/satellite)
- Pessimiste : 9 800 milliards de dollars (7 700 G$ de lancement, 2 M$/satellite)
Radiations : gérables, mais non prouvées à grande échelle
SpaceX a appris en exploitant des milliers de satellites Starlink pendant cinq ans ou plus que de nombreux composants informatiques sont assez résistants aux radiations. Sam Waldman, un physicien qui a travaillé chez SpaceX sur l’avionique Starlink, a déclaré que les alimentations électriques sont plus vulnérables, mais que des techniques d’atténuation connues existent.
Musk a déclaré que SpaceX prévoit d’utiliser initialement des puces Nvidia Rubin avant de développer les siennes. La start-up Starcloud a déjà testé un GPU Nvidia H100 en orbite et a constaté qu’il fonctionnait bien avec un blindage modeste. « La durée de vie sera la même que sur Terre, et on peut soutenir qu’elle pourrait être encore plus longue », a déclaré Philip Johnston, PDG de Starcloud.
Les expériences de Google avec son plateau de calcul TPU V6e Trillium en orbite ont montré que les radiations ionisantes peuvent provoquer des défaillances de composants avec le temps, mais que les puces devraient fonctionner de manière fiable dans l’espace pendant environ cinq ans. Cela correspond à la durée de vie prévue de cinq à sept ans des satellites SpaceX.
Chaleur : le plus grand défi d’ingénierie
Évacuer la chaleur résiduelle dans le vide est sans doute le problème le plus difficile. Sur Terre, le refroidissement repose sur la convection ; dans l’espace, seul le rayonnement thermique fonctionne. Les six radiateurs refroidis à l’ammoniac de la Station spatiale internationale pèsent ensemble 6 tonnes métriques et dissipent seulement 70 kilowatts de chaleur.
Starcloud parie sur une solution. Les deux tiers de son équipe d’ingénierie sont concentrés sur le développement d’un radiateur déployable à faible coût et faible masse. Sa prochaine mission Starcloud-2, un satellite de 450 kilogrammes avec 8 kilowatts de production d’énergie, doit être lancée en octobre et démontrera si l’approche passe à l’échelle.
« Les radiateurs de l’ISS sont chers et lourds », a déclaré Johnston. « Nous nous concentrons à les rendre bon marché et légers. »
Latence : cela dépend
La latence entre satellites pourrait paralyser l’entraînement de l’IA à grande échelle qui dépend d’interconnexions GPU à haute vitesse, où la latence entre racks sur Terre se mesure en microsecondes. Mais d’autres charges de travail, en particulier l’inférence, sont beaucoup moins sensibles à la latence et pourraient bien s’adapter à une constellation distribuée.
La question clé est de savoir à quel point une charge de travail est « partitionnable » et si les partitions tiennent dans les capacités d’un seul satellite. Berger a conclu : « C’est un ralentisseur qui pourrait signifier que certains types de charges de travail ne conviennent pas, mais ce n’est pas un obstacle insurmontable qui coule toute l’idée. »
En résumé
« Il n’y a pas de barrières fondamentales réelles à la construction de centres de données dans l’espace, juste quelques problèmes techniques très sérieux à résoudre », a écrit Berger. « Vous avez besoin d’un lanceur lourd sans précédent : réutilisable et à cadence rapide. Vous avez besoin de la capacité de fabriquer les plus grands satellites que l’humanité ait jamais construits et d’en construire 100 fois plus que l’humanité n’en a jamais construit pour une seule constellation. Vous devez espérer que les impacts des radiations sur les puces soient gérables et que le refroidissement par rayonnement passe à l’échelle. »
Comme 1ban.news l’a rapporté dans nos articles précédents, la course aux centres de données orbitaux a attiré une vague de start-ups et de dépôts, des projets FCC d’Orbital pour 100 000 satellites aux défis environnementaux qui pourraient ralentir le déploiement. L’analyse d’Ars ajoute une dose de chiffres concrets à la conversation : la physique est bien comprise, mais l’économie exige une révolution dans la cadence de lancement et la fabrication de satellites qui n’a jamais été réalisée.
« Il vous faut aussi quelques milliers de milliards de dollars », a noté Berger.
Traduit par Lydie
Brouillon pour 1ban.news – Desk Espace