¿Qué tan difícil es construir centros de datos orbitales? Ars hace los cálculos de la constelación de un billón de dólares de SpaceX
Imagen destacada: Arte conceptual del satélite SpaceX AI1 con paneles solares masivos y paneles radiadores; crédito: SpaceX
SpaceX ha depositado la mayor parte de su valor futuro en centros de datos orbitales. No en cohetes. No en naves espaciales. La empresa prevé lanzar y mantener una constelación de 1 millón de satélites capaces de generar 120 gigavatios de energía para impulsar decenas de millones, y potencialmente hasta 100 millones, de GPU de última generación.
Pero, ¿qué tan difícil es realmente?
Eric Berger, editor espacial sénior de Ars Technica, en la segunda entrega de una serie de tres partes publicada el 15 de julio, hizo los cálculos. La respuesta corta: muchas cosas tienen que salir bien. El precio oscila entre 1,45 billones de dólares en el mejor caso y 9,8 billones en el peor: eso es antes de que los daños por radiación, la eficiencia de los radiadores y la latencia entre satélites se prueben completamente a escala.
“Este tema ha provocado un amplio debate sobre la viabilidad a corto plazo de esta tecnología, tanto en términos de factibilidad como de si es puro hype ahora que SpaceX es una empresa que cotiza en bolsa”, escribió Berger.
El satélite AI1
En junio, Elon Musk e Ian Dahl, director de ingeniería satelital de SpaceX, revelaron los detalles del primer diseño de centro de datos orbital de la compañía, llamado satélite AI1, en un video promocional. Cada satélite llevaría paneles solares de unos 600 metros cuadrados (1,5 veces el tamaño de una cancha de básquetbol), generando 150 kilovatios de potencia máxima y 120 kilovatios para computación.
“No hay una magia necesaria que no exista”, dijo Musk en el video. “Gran parte de esta tecnología ya la hemos desarrollado para los satélites Starlink V3. Básicamente, no creemos que sea un problema súper difícil”.
Matt Desch, director ejecutivo de Iridium Communications, un veterano líder de la industria satelital, fue más mesurado cuando se le preguntó sobre el concepto durante una conferencia telefónica sobre resultados a principios de año.
“Es un área muy, muy candente de discusión en este momento, principalmente debido al anuncio de Starlink y algunos otros”, dijo Desch. “Parece un problema que se puede resolver en el espacio… (Pero) hay desafíos técnicos masivos que superar”.
Los números: de 10 a 42 lanzamientos por día
Ars construyó tres escenarios basados en la capacidad de carga útil de Starship, la masa del satélite AI1 y los costos de lanzamiento.
| Escenario | Carga útil Starship | Masa satélite | Costo/lanzamiento | Sats por lanzamiento | Lanzamientos totales | Lanzamientos/año |
|—|—|—|—|—|—|—|
| Optimista | 200 t | 3,5 t | USD 20 M | 57 | 17.500 | 3.500 |
| Neutral | 150 t | 5,5 t | USD 50 M | 27 | 37.000 | 7.400 |
| Pesimista | 100 t | 7,5 t | USD 100 M | 13 | 77.000 | 15.300 |
Incluso en el escenario optimista, eso son 10 lanzamientos cada día. El escenario pesimista exige 42 lanzamientos diarios. En comparación, el mundo entero realizó 329 intentos de lanzamiento orbital el año pasado, de los cuales SpaceX ejecutó 170.
El costo de producir un millón de satélites también se acumula. Quilty Space estima que los satélites Starlink V3 cuestan alrededor de USD 1 millón cada uno; los satélites AI1 serán más costosos debido a sus paneles solares más grandes y GPU de alta gama. Incluyendo USD 100 mil millones para sistemas terrestres, las estimaciones totales:
- Optimista: USD 1,45 billones (USD 350 mil millones de lanzamiento, USD 1 M/satélite)
- Neutral: USD 3,45 billones (USD 1,85 billones de lanzamiento, USD 1,5 M/satélite)
- Pesimista: USD 9,8 billones (USD 7,7 billones de lanzamiento, USD 2 M/satélite)
Radiación: manejable, pero no probada a escala
SpaceX ha aprendido al operar miles de satélites Starlink durante cinco años o más que muchos componentes informáticos son bastante tolerantes a la radiación. Sam Waldman, un físico que trabajó en SpaceX en la aviónica de Starlink, dijo que las fuentes de alimentación son más vulnerables, pero existen técnicas de mitigación conocidas.
Musk dijo que SpaceX planea usar inicialmente chips Nvidia Rubin antes de desarrollar los suyos propios. La startup Starcloud ya probó un GPU Nvidia H100 en órbita y descubrió que funcionaba bien con un blindaje modesto. “La vida útil será la misma que en tierra, y se podría argumentar que podría ser incluso más larga”, dijo Philip Johnston, CEO de Starcloud.
Los experimentos de Google con su bandeja de computación TPU V6e Trillium en órbita encontraron que la radiación ionizante puede causar fallos en los dispositivos con el tiempo, pero que los chips deberían funcionar de manera confiable en el espacio durante unos cinco años. Esto se alinea con la vida útil prevista de cinco a siete años de los satélites de SpaceX.
Calor: el mayor desafío de ingeniería
Disipar el calor residual en el vacío es posiblemente el problema más difícil. En la Tierra, la refrigeración depende de la convección; en el espacio, solo funciona la radiación térmica. Los seis radiadores enfriados con amoníaco de la Estación Espacial Internacional pesan un total de 6 toneladas métricas y disipan solo 70 kilovatios de calor.
Starcloud apuesta por una solución. Dos tercios de su equipo de ingeniería se centran en desarrollar un radiador desplegable de bajo costo y baja masa. Su próxima misión Starcloud-2, un satélite de 450 kilogramos con 8 kilovatios de generación de energía, está programada para lanzarse en octubre y demostrará si el enfoque escala.
“Los radiadores de la ISS son caros y pesados”, dijo Johnston. “Nos estamos enfocando en hacerlos baratos y ligeros”.
Latencia: depende
La latencia entre satélites podría paralizar el entrenamiento de IA a gran escala que depende de interconexiones GPU de alta velocidad, donde la latencia entre racks en la Tierra se mide en microsegundos. Pero otras cargas de trabajo, particularmente la inferencia, son mucho menos sensibles a la latencia y pueden adaptarse bien a una constelación distribuida.
La pregunta clave es qué tan “fragmentable” es una carga de trabajo y si los fragmentos caben dentro de la capacidad de un solo satélite. Berger concluyó: “Es un reductor de velocidad que podría significar que ciertos tipos de cargas de trabajo no son adecuadas, pero no es un obstáculo que hunda toda la idea”.
En resumen
“No hay barreras fundamentales reales para construir centros de datos en el espacio, solo algunos problemas técnicos muy serios que resolver”, escribió Berger. “Se necesita un levantamiento de cargas pesadas sin precedentes: lanzamiento reutilizable y rápido. Se necesita la capacidad de fabricar los satélites más grandes que los humanos hayan construido y construir 100 veces más de ellos de los que los humanos hayan construido para una sola constelación. Hay que esperar que los impactos de la radiación en los chips sean manejables y que la refrigeración radiativa escale”.
Como 1ban.news cubrió en nuestros reportajes anteriores, la carrera de centros de datos orbitales ha atraído una ola de startups y solicitudes, desde los planes de Orbital ante la FCC para 100.000 satélites hasta los desafíos ambientales que podrían ralentizar el despliegue. El análisis de Ars agrega una dosis de números concretos a la conversación: la física está bien entendida, pero la economía exige una revolución en la cadencia de lanzamiento y la fabricación de satélites que nunca se ha logrado.
“También se necesitan un par de billones de dólares”, señaló Berger.
Traducido por Alessandra
Borrador para 1ban.news – Desk Espacial