آیا واقعاً منطقی است که مراکز داده را در فضا بسازیم؟

گوگل قصد دارد سال آینده این مفهوم را آزمایش کند و «اریک اشمیت»، مدیرعامل پیشین این شرکت نیز برای پیگیری همین ایده یک شرکت پرتاب موشک خریداری کرده است. پرسش اصلی این است که آیا فضا بهترین مکان برای ساخت مراکز داده ویژه هوش مصنوعی است؟

ساخت مراکز داده روزبه‌روز دشوارتر می‌شود. بر اساس برآورد مؤسسه تحقیقاتی Sightline Climate، بین ۳۰ تا ۵۰ درصد ظرفیت جدید مراکز داده که قرار است امسال وارد مدار بهره‌برداری شود، با تأخیر مواجه خواهد شد؛ درحالی‌که این رقم در سال ۲۰۲۵ برابر با ۲۶ درصد بود. عوامل متعددی در این روند نقش دارند؛ از جمله دریافت مجوزهای ساخت و ایجاد اتصال به شبکه برق که زمان‌بر است، مخالفت‌های عمومی که در برخی ایالت‌های آمریکا حتی به پیشنهاد توقف موقت پروژه‌های جدید منجر شده و تقاضا برای برق نیز که به‌شدت درحال‌رشد است.

به همین دلیل، برخی معتقدند استقرار منظومه‌ای از ماهواره‌های پردازش‌محور در مدار زمین، یعنی جایی که انرژی خورشیدی فراوان است، می‌تواند راهکاری مناسب باشد. ایلان ماسک نیز با همین چشم‌انداز، شرکت فضایی SpaceX را با استارتاپ هوش مصنوعی خود، یعنی xAI ادغام کرده و برای دریافت مجوز ساخت یک مرکز داده مداری متشکل از حداکثر یک میلیون ماهواره درخواست داده است. اما آیا این ایده از نظر اقتصادی و فنی توجیه‌پذیر است؟

بدیهی‌ترین مانع، هزینه پرتاب است. SpaceX در حال حاضر محموله‌ها را با موشک Falcon Heavy با هزینه‌ای حدود ۱۵۰۰ دلار به‌ازای هر کیلوگرم و با Falcon 9 بت هزینه‌ای در حدود ۳۴۰۰ دلار به‌ازای هر کیلوگرم به مدار می‌فرستد. البته هزینه واقعی SpaceX تقریباً یک‌چهارم این ارقام است.

اما دو شاخص دیگر نیز به همان اندازه اهمیت دارند: توان ویژه (Specific Power)، یعنی چند وات توان پردازشی به‌ازای هر کیلوگرم جرم ماهواره فراهم می‌شود و هزینه ماهواره که بر حسب دلار به‌ازای هر وات توان پردازشی سنجیده می‌شود. این دو شاخص تا حد زیادی به وزن و کارایی پنل‌های خورشیدی و رادیاتورهای دفع حرارت بستگی دارند. علاوه بر این، هنوز مشخص نیست تابش‌های فضایی چه تأثیری بر قابلیت اطمینان تراشه‌های هوش مصنوعی در مدار خواهند داشت. برآورد دقیق همه این متغیرها برای تعیین امکان‌پذیری مراکز داده مداری ضروری است.

«اندرو مک‌کالیپ»، مهندسی که در استارتاپ فضایی Varda فعالیت می‌کند یک ماشین‌حساب تحت وب طراحی کرده است که امکان مقایسه هزینه ساخت یک مرکز داده مداری با ظرفیت مشخص را با نمونه زمینی آن فراهم می‌کند. بر اساس محاسبات این ابزار، ساخت یک مرکز داده زمینی با ظرفیت بسیار بالای یک گیگاوات و بهره‌برداری از آن به مدت پنج سال، حدود ۱۵٫۹ میلیارد دلار هزینه دارد.

ماشین‌حساب مقایسه هزینه ساخت یک مرکز داده مداری با ظرفیت مشخص را با نمونه زمینی:
andrewmccalip.com

در مقابل، اگر برای نسخه مداری فرض شود که هزینه پرتاب ۵۰۰ دلار به‌ازای هر کیلوگرم، توان ویژه ۳۷ وات بر کیلوگرم، هزینه ماهواره ۲۲ دلار به‌ازای هر وات و مدارهایی ویژه با امکان دریافت نور خورشید در ۹۸ درصد زمان در دسترس باشد، هزینه ساخت به ۵۱٫۱ میلیارد دلار می‌رسد که رقمی بسیار سنگین است. این محاسبات هزینه پردازنده‌های گرافیکی یا GPUها را در نظر نمی‌گیرند، زیرا در هر دو سناریوی زمینی و مداری به همان تراشه‌ها نیاز است و هزینه آن‌ها بین ۱۵ تا ۳۰ میلیارد دلار برآورد می‌شود.

آیا این به معنای برتری قاطع مراکز داده زمینی است؟ نه الزاماً.
شرکت Starcloud که در سال ۲۰۲۴ با هدف توسعه مراکز داده مداری تأسیس شد، در حال انجام محاسبات و البته آزمایش‌های واقعی برای استقرار هوش مصنوعی در مدار است. این شرکت در ماه نوامبر ماهواره Starcloud-1 که ابعادی در حد یک یخچال و مجهز به یک پردازنده گرافیکی Nvidia H100 داشت را به فضا پرتاب کرد.

Starcloud از این سامانه برای آموزش یک مدل زبانی کوچک به نام NanoGPT بر روی آثار شکسپیر و همچنین پاسخ‌گویی به چند پرسش با استفاده از Gemma، مدل زبانی متن‌باز گوگل، استفاده کرد. این آزمایش داده‌های ارزشمندی درباره میزان پایداری و قابلیت اطمینان تراشه‌های هوش مصنوعی در شرایط مداری فراهم کرد. همچنین این شرکت اکنون برآوردهای نسبتاً دقیقی از سایر متغیرهای کلیدی نیز در اختیار دارد.

اما اعداد چه می‌گویند؟

ابتدا به توان ویژه بپردازیم. رقم ۳۷ وات بر کیلوگرم که مک‌کالیپ در محاسبات خود به کار برده، بر اساس عملکرد هزاران ماهواره منظومه استارلینک است؛ سامانه‌ای که در حال حاضر پیشرفته‌ترین نمونه موجود برای ارائه اینترنت پرسرعت محسوب می‌شود. اما ماهواره‌های استارلینک وظایفی دارند که ماهواره‌های ویژه هوش مصنوعی نیازی به انجام آن‌ها ندارند. آن‌ها برای ارتباط با زمین به آنتن‌های پیشرفته و گران‌قیمت Phased Array نیاز دارند و باید همواره جهت‌گیری بسیار دقیقی را حفظ کنند. در مقابل، ماهواره‌های هوش مصنوعی صرفاً لازم است از طریق لینک‌های لیزری با ماهواره‌های مجاور خود ارتباط برقرار کنند و نیازی به ارتباط مستقیم با زمین ندارند. در نتیجه، بخش بسیار بیشتری از جرم آن‌ها می‌تواند به توان پردازشی اختصاص یابد. علاوه بر این، چون چنین ماهواره‌هایی نیازی به هدف‌گیری بسیار دقیق ندارند، می‌توان از پنل‌های خورشیدی نسبتاً انعطاف‌پذیرتر و سبک‌تر استفاده کرد؛ موضوعی که وزن کلی را کاهش داده و توان ویژه را افزایش می‌دهد.

ایلان ماسک اعلام کرده است که دستیابی به توان ویژه ۱۰۰ وات بر کیلوگرم برای یک ماهواره هوش مصنوعی امکان‌پذیر است و برخی نیز معتقدند با بهره‌گیری از سلول‌های خورشیدی کارآمدتر، حتی رسیدن به ۱۵۰ وات بر کیلوگرم نیز در آینده دور از دسترس نخواهد بود. «فیلیپ جانستون»، مدیرعامل Starcloud می‌گوید این شرکت برای نسل بعدی ماهواره‌های خود دستیابی به ۷۰ وات بر کیلوگرم را هدف‌گذاری کرده است؛ رقمی که به گفته او بر پایه فرضیات کاملاً محافظه‌کارانه تعیین شده است.

حال به هزینه ساخت ماهواره بپردازیم. جانستون می‌گوید استارکلاود انتظار دارد، بدون درنظرگرفتن هزینه GPUها، هزینه طراحی ماهواره‌هایش به کمتر از ۵ دلار به‌ازای هر وات برسد. در مقابل، مک‌کالیپ برآورد می‌کند که هزینه ساخت ماهواره‌های فعلی استارلینک حدود ۲۲ دلار به‌ازای هر وات است؛ رقمی که نسبت به نسخه اولیه این ماهواره‌ها با هزینه ۳۲ دلار به‌ازای هر وات کاهش یافته است.

بار دیگر، دلیل برتری بالقوه ماهواره‌های هوش مصنوعی آن است که به‌جز GPUها، به تجهیزات گران‌قیمت مخابراتی نیاز ندارند. اگر در ماشین‌حساب مک‌کالیپ مقدار توان ویژه را روی ۷۰ وات بر کیلوگرم و هزینه ماهواره را روی ۵ دلار به‌ازای هر وات تنظیم کنیم، نتیجه کاملاً متفاوت خواهد بود؛ در این حالت، هزینه ساخت یک مرکز داده مداری یک گیگاواتی به ۱۶٫۷ میلیارد دلار می‌رسد؛ تنها ۵ درصد بیشتر از نمونه زمینی.

البته رسیدن به چنین نتیجه‌ای مستلزم چند فرض خوش‌بینانه است. نخست اینکه هزینه پرتاب به ۵۰۰ دلار به‌ازای هر کیلوگرم کاهش یابد؛ یعنی تقریباً یک‌سوم هزینه‌های کنونی. اما اگر موشک جدید Starship SpaceX به مرحله بهره‌برداری عملیاتی برسد، این کاهش دور از انتظار نخواهد بود.

ازآنجایی‌که استارشیپ برای استفاده مجدد کامل طراحی شده است، جانستون معتقد است هزینه ارسال هر کیلوگرم بار به مدار می‌تواند به ۱۰۰ تا ۲۰۰ دلار کاهش یابد. (هزینه واقعی SpaceX احتمالاً بسیار کمتر و شاید حتی حدود ۲۰ دلار به‌ازای هر کیلوگرم خواهد بود.) اگر در ماشین‌حساب مک‌کالیپ هزینه پرتاب را ۲۰۰ دلار به‌ازای هر کیلوگرم در نظر بگیریم، هزینه ساخت مرکز داده مداری یک گیگاواتی به ۱۲٫۱ میلیارد دلار کاهش می‌یابد؛ یعنی کمتر از هزینه نمونه زمینی. به بیان دیگر، این ایده شاید آن‌قدرها هم که در نگاه نخست به نظر می‌رسد، غیرواقعی نباشد.

یکی دیگر از متغیرهای نامشخص، سامانه خنک‌سازی است. نخستین ماهواره Starcloud نتوانست GPU خود را به‌صورت شبانه‌روزی فعال نگه دارد، زیرا همان‌گونه که انتظار می‌رفت بیش از حد داغ می‌شد. این شرکت قصد دارد امسال ماهواره آزمایشی Starcloud-2 را برای ارزیابی طراحی یک رادیاتور بازشونده به فضا ارسال کند. جانستون می‌گوید این سامانه «بزرگ‌ترین رادیاتور تجاری قابل‌استقرار در فضا» خواهد بود و فقط رادیاتور ایستگاه فضایی بین‌المللی از آن بزرگ‌تر است. اما رادیاتور Starcloud به‌ازای هر کیلوگرم، ده برابر ظرفیت دفع حرارت بیشتری خواهد داشت. برآوردهای هزینه این شرکت بر این فرض استوار است که این سامانه دقیقاً مطابق برنامه عمل کند.

درعین‌حال، برخی فرضیات موجود شاید بیش از حد بدبینانه باشند. برای مثال، ماشین‌حساب مک‌کالیپ فرض می‌کند که سالانه ۹ درصد از GPUهای مستقر در مدار از کار خواهند افتاد. اما جانستون می‌گوید یکی از مهم‌ترین یافته‌های مأموریت Starcloud-1 این بود که «GPUها در فضا بهتر از آنچه انتظار داشتیم عمل می‌کنند.» او از اعلام آمار دقیق خودداری می‌کند، اما اگر نرخ خرابی سالانه تنها ۵ درصد باشد، تعداد ماهواره‌های موردنیاز کاهش یافته و هزینه مرکز داده مداری به ۱۱٫۱ میلیارد دلار خواهد رسید.

البته هزینه مراکز داده زمینی نیز می‌تواند کاهش یابد و شاید دستیابی به این کاهش هزینه بسیار آسان‌تر از ساخت مراکز داده در فضا باشد. ماشین‌حساب مک‌کالیپ فرض می‌کند مراکز داده زمینی برق خود را از مولدهای گاز طبیعی تأمین می‌کنند، درحالی‌که استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند ۱ تا ۲ میلیارد دلار از هزینه کل را کاهش دهد. همچنین هزینه ساخت در کشورهایی خارج از آمریکا، به‌ویژه در اقتصادهایی با دستمزد پایین و تابش فراوان خورشید مانند هند احتمالاً بسیار کمتر خواهد بود.

در حال حاضر، مهم‌ترین مسئله‌ای که باید زیر نظر داشت، این است که آیا استارشیپ می‌تواند به یک سامانه پرتاب قابل‌اعتماد و کاملاً قابل‌استفاده مجدد تبدیل شود. در سوی دیگر، Starcloud نیز با این فرض که استارشیپ عصر جدیدی از پرتاب‌های ارزان‌قیمت را آغاز خواهد کرد، در حال آماده‌سازی فناوری‌های موردنیاز برای چند سال آینده است.

گزارش حاضر در نسخه March 7^th 2026 نشریه The Economist منتشر شده است.