La costruzione di strutture di questo tipo al di fuori della Terra potrebbe avere molti vantaggi. I primi progetti sono in corso.
La scorsa settimana, la società Lonestar Data Holdings, con sede in Florida, ha lanciato un dispositivo delle dimensioni di una scatola da scarpe che trasporta i dati del pioniere di Internet Vint Cerf e del governo della Florida, tra gli altri, a bordo del lander Athena di Intuitive Machines. Quando il dispositivo atterrerà sulla luna questa settimana, l’azienda sarà la prima a testare esplicitamente una questione che negli ultimi tempi ha tenuto banco nella mente di alcuni tecnologi: forse è giunto il momento di spostare i data center fuori dalla Terra?
Dopotutto, i centri dati energivori stanno spuntando come funghi in tutto il mondo, divorando terreni preziosi, mettendo a dura prova le nostre reti elettriche, consumando acqua ed emettendo rumore. La costruzione di strutture in orbita o sulla Luna o nelle sue vicinanze potrebbe contribuire a migliorare molti di questi problemi.
Per Steve Eisele, presidente e chief revenue officer di Lonestar, l’idea di collocare l’archiviazione dei dati sulla luna è molto interessante per la sicurezza. “In definitiva, la luna può essere l’opzione più sicura per avere un backup dei dati”, afferma Eisele. “È più difficile da violare; è molto più difficile da penetrare; è al di sopra di qualsiasi problema sulla Terra, dai disastri naturali alle interruzioni di corrente, alla guerra”.
Il dispositivo di Lonestar è dotato di otto terabyte di memoria, circa quanto un computer portatile di fascia alta. Durerà solo un paio di settimane prima che scenda la notte lunare, le temperature precipitino e l’energia solare si esaurisca. Ma l’azienda si aspetta che sia un periodo sufficiente per testare aspetti pratici come il download e l’upload di dati e la verifica di protocolli di trasferimento dati sicuri.
E ha progetti più grandi. Già nel 2027, l’azienda intende lanciare un servizio commerciale di archiviazione dati utilizzando un gruppo di satelliti posizionati nel punto di Lagrange Terra-Luna L1, un punto gravitazionalmente stabile a 61.350 chilometri sopra la superficie lunare. Lì, i veicoli spaziali avrebbero una vista costante della Terra per consentire un accesso continuo ai dati.
Altre aziende hanno aspirazioni simili. L’azienda spaziale statunitense Axiom, nota soprattutto per l’organizzazione di brevi viaggi sulla Stazione Spaziale Internazionale per astronauti privati, intende lanciare un prototipo di server sulla stazione nei prossimi mesi. Entro il 2027, l’azienda vuole installare un nodo di calcolo in orbita terrestre bassa a bordo del proprio modulo della stazione spaziale.
Anche un’azienda chiamata Starcloud, con sede nello stato di Washington, sta scommettendo sulla necessità di elaborare i dati nello spazio. L’azienda, che ha raccolto un finanziamento di 11 milioni di dollari a dicembre e altri ancora, intende lanciare un piccolo satellite per l’elaborazione dei dati dotato di GPU Nvidia entro la fine dell’anno.
Axiom vede un’urgente necessità di capacità di calcolo nello spazio che va oltre la semplice fornitura di un backup intoccabile per i dati terrestri. Le attuali flotte di satelliti per l’osservazione della Terra e dello spazio, in continua crescita, devono fare i conti con i limiti della larghezza di banda. Prima che gli utenti possano trarre qualche spunto dalle osservazioni satellitari, le immagini devono essere trasferite alle stazioni terrestri sparse per il pianeta e inviate ai centri dati per l’elaborazione, con conseguenti ritardi.
“I centri dati nello spazio contribuiranno ad accelerare molti casi d’uso”, afferma Jason Aspiotis, direttore globale per i dati e la sicurezza nello spazio di Axiom. “Il tempo che intercorre tra il vedere qualcosa e l’agire è molto, molto importante per la sicurezza nazionale e anche per alcune applicazioni scientifiche. Un computer nello spazio permetterebbe anche di risparmiare i costi necessari per portare tutti i dati a terra”.
Ma per avere successo, questi centri dati devono essere in grado di resistere alle condizioni difficili dello spazio, di assorbire abbastanza energia solare per funzionare e di avere un senso economico. Gli appassionati sostengono che le sfide sono più affrontabili di quanto possa sembrare, soprattutto se si considerano alcuni dei problemi dei centri dati sulla Terra.
Meglio nello spazio?
L’attuale boom dell’IA e del crypto mining sta sollevando preoccupazioni sull’impatto ambientale delle infrastrutture informatiche sulla Terra. Attualmente i data center consumano circa l’1% o il 2% dell’elettricità mondiale. Secondo un rapporto di Goldman Sachs pubblicato lo scorso anno, questo numero potrebbe raddoppiare entro il 2030.
Gli appassionati di tecnologia spaziale pensano che i centri dati in orbita potrebbero risolvere il problema.
“I centri dati sulla Terra hanno bisogno di molta energia per funzionare, il che significa che hanno un’elevata impronta di carbonio”, afferma Damien Dumestier, architetto di sistemi spaziali presso il conglomerato aerospaziale europeo Thales Alenia Space. “Inoltre producono molto calore, quindi è necessaria l’acqua per raffreddarli. Tutto questo non è un problema nello spazio, dove si ha accesso illimitato all’energia solare e si può semplicemente irradiare il calore in eccesso nello spazio”.
Dumestier, che ha guidato uno studio finanziato dall’UE sulla fattibilità di collocare infrastrutture informatiche su larga scala nell’orbita terrestre, vede anche lo spazio come un’opzione più sicura della Terra per il trasporto e l’archiviazione dei dati. I cavi in fibra ottica sottomarini sono vulnerabili ai sabotaggi e ai disastri naturali, come l’eruzione vulcanica sottomarina che ha tagliato fuori Tonga dalla rete per due settimane.
In alto sulla Terra, i centri dati collegati con collegamenti laser non violabili sarebbero molto più difficili da tagliare o penetrare. A meno che non si tratti di missili antisatellite, esplosioni nucleari nello spazio o robot intercettori, questi superhub di calcolo sarebbero quasi intoccabili. Ad eccezione dei micrometeoriti e dei detriti spaziali, che i veicoli spaziali possono schivare e, in una certa misura, essere progettati per resistere.
Al di fuori dell’atmosfera protettiva della Terra, le apparecchiature elettroniche sarebbero esposte anche alle particelle energetiche del sole, che potrebbero danneggiarle nel tempo. Axiom intende affrontare il problema utilizzando apparecchiature militari resistenti, che secondo Aspiotis sopravvivono bene in ambienti estremi. Lonestar pensa di poter evitare le dure radiazioni vicino alla Luna collocando i suoi centri dati in tubi di lava sotto la superficie lunare.
C’è poi il problema dell’alimentazione di queste strutture. Sebbene l’energia solare nell’orbita terrestre sia gratuita e costantemente disponibile, in precedenza non è mai stata raccolta nelle quantità necessarie per alimentare le infrastrutture di dati alla scala esistente sulla Terra.
Lo studio di Thales Alenia Space, chiamato ASCEND (acronimo di “advanced space cloud for European net zero emission and data sovereignty”), prevede piattaforme dati orbitanti grandi il doppio della Stazione Spaziale Internazionale, la più grande struttura spaziale costruita finora. I rack di server al centro delle piattaforme ASCEND sarebbero alimentati da vasti array solari che producono un megawatt di potenza, equivalente al consumo di elettricità di circa 500 famiglie occidentali. In confronto, i pannelli solari della ISS producono solo un quarto di questa quantità: 40 kilowatt a piena illuminazione.
Anche effetti ambientali dei lanci dei razzi i costi di lancio e gli complicano il quadro. Secondo Dumestier, perché i centri dati spaziali siano una vittoria per l’ambiente, è necessario migliorare l’impronta di carbonio dei voli dei razzi. Secondo Dumestier, la Starship di SpaceX, che è progettata per trasportare carichi molto grandi e quindi potrebbe essere più economica e più efficiente per ogni chilogrammo lanciato, è un passo importante nella giusta direzione e potrebbe aprire la strada alla realizzazione di data center orbitali su larga scala entro il 2030.
Aspiotis fa eco a queste opinioni: “In un futuro non troppo lontano, i data center nello spazio saranno altrettanto economici di quelli a terra”, afferma. “In tal caso li vogliamo a terra, dove consumano energia, acqua e altri tipi di servizi, compresi gli immobili?”.
Domenico Vicinanza, professore associato di sistemi intelligenti e scienza dei dati presso l’Anglia Ruskin University nel Regno Unito, tempera tuttavia l’ottimismo. Secondo lui, spostare in massa i centri dati nello spazio è ancora un po’ un’impresa impossibile. Non esistono ancora tecnologie robotiche in grado di assemblare e mantenere tali strutture su larga scala, e i guasti all’hardware nel difficile ambiente orbitale aumenterebbero i costi di manutenzione.
“Risolvere i problemi in orbita è tutt’altro che semplice. Anche con la robotica e l’automazione, ci sono limiti a ciò che può essere riparato a distanza”, afferma Vicinanza. “Sebbene lo spazio offra il vantaggio dell’energia solare 24 ore su 24, i brillamenti solari e le radiazioni cosmiche potrebbero danneggiare le apparecchiature elettroniche sensibili e l’elettronica attuale, dai microchip tradizionali alle memorie, che non sono state costruite e testate per funzionare nello spazio”.
Inoltre, fa notare che eventuali collisioni potrebbero affollare ulteriormente l’orbita terrestre di detriti spaziali. “Qualsiasi danno accidentale al centro dati potrebbe creare detriti a cascata, complicando ulteriormente le operazioni orbitali”.
Ma anche se non sposteremo i centri dati fuori dalla Terra, i sostenitori affermano che si tratta di una tecnologia di cui avremo bisogno per espandere la nostra presenza nello spazio.
“L’economia lunare crescerà ed entro i prossimi cinque anni avremo bisogno di infrastrutture digitali sulla Luna”, afferma Eisele. “Avremo robot che dovranno parlare tra loro. I governi creeranno basi scientifiche e avranno bisogno di infrastrutture digitali per supportare le loro esigenze non solo sulla Luna, ma anche per andare su Marte e oltre. Questa sarà una parte importante del nostro futuro”.
