Do cyfrowej suwerenności przez kosmos. UE chce wysłać komputery... na orbitę

Sztuczna inteligencja rozwija się w szybkim tempie. Centra danych pochłaniają coraz więcej zasobów. Poważnie zaczynają być rozpatrywane alternatywne sposoby, jak można sprostać zapotrzebowaniom energetycznym i wyzwaniom klimatu.

Europejski Projekt ASCEND (Advance Space Cloud for European Net zero Emission and Data Sovereignty) ma na celu zbadać, czy możliwe jest, by przenieść centra danych w kosmos. A właściwie, nie tylko centra, a całe superkomputery. Zeroemisyjne, zasilane przez energię słoneczną, by mogły zapewnić Europie niezależność i spełnić cele neutralności klimatycznej do 2050 roku.

Projekt wystartował w 2023 r. i jest ufundowany przez Komisję Europejską pod płaszczem programu Horizon Europe. O projekcie rozmawiam z ekspertem firmy Hewlett Packard Enterprise, Pascalem Lecoq, który specjalizuje się w modernizacji i budowie superkomputerów.

Sebastian Luc-Lepianka: Jak duże są emisje gazów cieplarnianych, które generują centra danych na Ziemi?

Pascal Lecoq: Jednym z głównych celów naszego projektu badawczego jest analiza śladu węglowego orbitalnego centrum danych, w porównaniu z ziemskimi instalacjami tego typu. Istnieją trzy zakresy emisji, które musimy wziąć pod uwagę.

Jakie to zakresy?

Pierwszy nazywamy emisjami bezpośrednimi. To bardzo proste. Weźmy samochód: spala benzynę, aby mógł jechać. I produkuje dwutlenek węgla. To jest pierwszy zakres. Drugi to pośrednie emisje i w przypadku centrów danych wiążą się one z potrzebą dostarczania elektryczności, którą może produkować np. elektrownia węglowa. Potem mówimy o zakresie trzecim. Ten jest nieco bardziej złożony.

Dlaczego?

To emisje powstające podczas budowy, montażu, utrzymywania czy utylizacji danych urządzeń czy zasobów. W kontekście naszego projektu mówimy o konstrukcji serwerów, projektowaniu w laboratoriach, wydobywaniu surowych materiałów do produkcji procesorów i tak dalej. Potem dochodzi jeszcze logistyka – poszczególne elementy trzeba dostarczyć. Trzeci zakres jest najtrudniejszy w ocenie. Ale musimy porównać wszystkie trzy.

Jak chcecie zmniejszać emisje stopnia drugiego?

Przy centrach danych mamy pewność, że wysyłając je w kosmos, osiągamy zerowy poziom emisji drugiego zakresu. Będziemy korzystać wyłącznie z paneli słonecznych do produkcji energii, która zasili serwery i systemy chłodzenia, a to oczywiście nie zostawia śladu węglowego.

Emisje trzeciego zakresu będą jednak dużo większe.

W takim razie, czy to będzie lepsze dla Ziemi?

Musimy wysłać satelity w kosmos, zbudować rakiety i zapewnić im paliwo. Jednak z pewnością te dwa rodzaje centrów danych nie pracują w ten sam sposób, nie używamy tych samych technologii. W HPE tym projektem zajmujemy się od dwóch lat, przeprowadzamy studium wykonalności tego rozwiązania. Nie wszystkie pomysły otrzymają zielone światło, niektóre usłyszą twarde "nie". Naszym celem jest określić, jakie technologie mają zastosowanie do danej sytuacji, jak je wyskalować i zmniejszyć ślad węglowy.

Czyli to będą ekologiczne rakiety?

Jesteśmy członkiem konsorcjum kierowanego przez Thales, powołanego z inicjatywy Komisji Europejskiej, i odpowiadamy za sprzęt IT. Jest w nim również Arianespace, który ma opracować rakietę nośną Ariane 6 do wynoszenia jeden po drugim modułów centrów danych na orbitę. Do tego ma powstać system robotów montażowych do łączenia modułów w kosmosie. Gdy nasze modułowe centrum danych zostanie zbudowane, będzie ponownie wystrzelone na wyższą orbitę.

Czy poza zerową emisyjnością takie centra danych mają inne zalety?

Zasilanie i chłodzenie. Jak wspominałem, będą zasilane w 100 proc. energią słoneczną. Mówimy tu o kilometrach kwadratowych paneli. W kosmosie łatwiej jest zasilać centra danych energią słoneczną, ponieważ może być ona generowana przez całą dobę.

A chłodzenie?

W kosmosie może być wyjątkowo wydajne, choć sam proces jest zdecydowanie bardziej skomplikowany niż na Ziemi. Tutaj mamy atmosferę, a w kosmosie znajdujemy się w próżni i nie mamy dostępu do bieżącej wody. Zastosujemy płynny amoniak w zamkniętym obiegu, to znane rozwiązanie. Stosuje się go do chłodzenia serwerów pracujących na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

A co z alternatywami na Ziemi? Czy biokomputery albo komputery kwantowe są ekologicznie gorsze niż wysyłanie sprzętu na orbitę?

Jest kilka nurtów badających temat. Naukowcy pracują nad różnymi technologiami obliczeniowymi. My również! I tu pojawia się wspólny problem.

Bo weźmy znów technologię chłodzenia. Jest bardzo dobrze znana, a chłodzenie serwerów wodą jest obecnie najbardziej efektywne. Rozwijając te rozwiązania, podnosimy ich wydajność – na przykład z 83 proc. do 87 proc.. Zmniejszamy emisję, polepszamy efektowność. W HPE mamy to opanowane już po mistrzowsku.

A jeśli mówimy o nowych rodzajach komputerów? Cóż, to wszystko jest jeszcze na etapie prac laboratoryjnych. Tak z pięć-sześć nowych technologii na poziomie rozwojowym. Nie ma dla nich żadnego systemu produkcyjnego, nawet dla komputerów kwantowych.

Czy faktycznie potrzebujemy wysyłać komputery w kosmos? Może po prostu zmniejszmy nasze potrzeby.

Celem programu kosmicznego ASCEND nie jest ich całkowite zastąpienie. Wciąż potrzebujemy masy danych uzyskiwanych na Ziemi. Rzeczą istotną jest zbadać możliwe sposoby, aby zmniejszyć emisje dwutlenku węgla na planecie. Pracujemy nad tym, bo to ma najwięcej sensu.

Ziemskie centra danych nie zostaną wyeliminowane. To by nie zadziałało, bo opóźnienia w przesyle danych między Ziemią a kosmosem pozostaną ogromnym wyzwaniem. Wszystko, co wymaga działania na danych w czasie rzeczywistym, będzie nadal wykorzystywać istniejącą technologię i ziemskie centra danych, z którymi można połączyć się kablem światłowodowym.

Chiny również nad tym pracują. Czy wiecie coś o ich projekcie?

Nie mam wiedzy na ten temat i nie jestem w stanie tego skomentować.

Kiedy zamierzacie wystartować?

Pierwsze projekty są planowane na 2028 lub 2030. Niedawno złożyliśmy pierwszą fazę studium wykonalności. Zajęło nam to 18 miesięcy pracy. Stworzenie efektywnej technologii użytkowej będzie jednym z największych wyzwań do pokonania.

Nasza rakieta nośna Arianespace nie została jeszcze zbudowana. Każdorazowo będzie mogła wynieść na orbitę ok. 50 ton ładunku.

Jak to wpłynie na suwerenność cyfrową Europy?

Lepszej odpowiedzi na to pytanie udzieliłaby Komisja Europejska, ale z pewnością projekt jest elementem szerszej strategii, nie jesteśmy jedynymi w Europie zgłębiającymi ten temat. Od swoich kolegów z różnych krajów słyszałem o innych inicjatywach w tym obszarze.

Europa musi rozwijać takie programy. To strategiczny ruch, który pozwoli uzyskać autonomię i nie polegać na usługach z innych krajów. Przez ostatnie kilka miesięcy widzieliśmy, jak zmienia się układ geopolityczny, zmieniają się sojusze. To zdecydowanie kluczowe, aby Europa zadbała o swoją suwerenność.

Jeśli kosmiczne centra danych zaczną w pełni funkcjonować za 10-20 lat, w ramach UE musimy być w stanie je budować i utrzymywać polegając na wewnętrznych zasobach, bez zależności od zewnętrznych partnerów.