Дата-центры на Земле потребляют колоссальное количество энергии, занимают огромные площади и вызывают все больше вопросов у тех, кто живет рядом. Инженеры ищут способы решить эту проблему. Один из самых неожиданных вариантов — перенести вычисления туда, где нет ни земли, ни воды, ни воздуха. Рассказываем, как человечество пришло к этой идее, что именно отправили на орбиту и какие трудности предстоит преодолеть.
Как человечество училось считать в космосе
История вычислений за пределами Земли началась задолго до появления ИИ — в 1960-х годах, когда NASA готовилась отправить человека на Луну в рамках программы «Аполлон». Первым по-настоящему серьезным вызовом стал компьютер системы наведения «Аполлона» — Apollo Guidance Computer, разработанный в MIT Instrumentation Laboratory под руководством Чарльза Старка Дрейпера. Он стал одним из первых масштабных примеров использования интегральных схем в вычислительной технике. При этом инженерам приходилось учитывать ограничения по массе, энергопотреблению и надежности оборудования, которому предстояло работать за пределами привычных земных условий.
Программный код для «Аполлона» был не записан в память в привычном смысле, а физически «вшит» в нее. Инженеры, в основном женщины-ткачихи, вручную продевали медные провода через ферритовые кольца, и если провод проходил через кольцо, это означало единицу, если огибал его — ноль. Такая память, называемая core rope memory, была практически нечувствительна к радиации и электромагнитным помехам, потому что код был буквально вплетен в физическую структуру машины. Объем памяти составлял всего около 36 килобайт, но этого хватило, чтобы доставить людей на Луну и вернуть их обратно.
Следующие десятилетия прошли под знаком компромисса между производительностью и радиационной стойкостью. В 1980-х годах для космических нужд начали разрабатывать специализированные процессоры, устойчивые к воздействию заряженных частиц. Одним из первых стал Generic VHSIC Spaceborne Computer (GVSC), созданный в 1985 году для ВВС США и представлявший собой радиационно-стойкую версию 16-битного микропроцессора MIL-STD-1750A.
Позже появился RAD6000 — первый в мире радиационно-стойкий 32-битный микропроцессор, содержавший более миллиона транзисторов. Именно на нем работали марсоходы Spirit и Opportunity, запущенные в 2004 году. Однако радиационно-стойкие процессоры отставали от коммерческих на несколько поколений, а их разработка занимала около десяти лет и стоила миллионы долларов.
Проблема стала особенно острой в 2010-х годах, когда космические агентства захотели использовать на орбите современные вычислительные мощности. В 2017 году Hewlett Packard Enterprise и NASA отправили на Международную космическую станцию Spaceborne Computer — обычный коммерческий сервер, не прошедший традиционную радиационную «закалку». Эксперты предсказывали, что он проработает не больше четырех дней.
Вместо этого компьютер успешно отработал 615 дней на орбите, доказав, что программные методы коррекции ошибок могут заменить дорогостоящую аппаратную защиту. Этот эксперимент открыл дорогу для гораздо более амбициозных проектов, таких как Project Suncatcher.
Что именно Google отправил на орбиту и зачем
Project Suncatcher был впервые анонсирован в ноябре 2025 года, когда Google опубликовал препринт научной работы под названием «Towards a future space-based, highly scalable AI infrastructure system design» («На пути к проектированию будущей космической инфраструктуры для ИИ с высокой масштабируемостью»).
В документе описывалась концепция орбитального дата-центра, состоящего из 81 спутника, летящих в плотном строю на расстоянии около километра друг от друга и связанных высокоскоростными лазерными каналами связи. Каждый спутник должен нести несколько чипов TPU, а вместе они образуют распределенную вычислительную систему, способную обрабатывать задачи машинного обучения прямо на орбите.
1 октября 2026 года Google вместе с Planet вывел на орбиту первый экспериментальный спутник Project Suncatcher. Аппарат размером примерно с бытовой холодильник несет четыре ускорителя Google TPU поколения Trillium. Для первого испытания компания использовала спутниковую платформу Planet, на которой разместила собственное вычислительное оборудование.
Запуск прошел с космодрома Ванденберг в Калифорнии в рамках миссии SpaceX Transporter-18, которая выводит на орбиту множество малых спутников от разных заказчиков по схеме «попутной» доставки. После отделения от ракеты спутник вышел на связь с Землей и начал передавать телеметрию. Главная задача миссии — получить ответы на три конкретных инженерных вопроса:
- Выдержат ли чипы TPU вибрации и перегрузки при запуске?
- Как на них повлияет космическая радиация?
- Сможет ли система охлаждения отводить тепло в вакууме?
Именно механическая прочность, радиационная стойкость и терморегуляция определяют, возможна ли в принципе работа вычислительного оборудования на орбите.
Радиация, тепло и вакуум: три главных вызова
Космическая радиация — это, пожалуй, самый серьезный враг любой электроники за пределами атмосферы. Земля защищена от потоков заряженных частиц магнитосферой, но на орбите эта защита исчезает. Когда высокоэнергетическая частица попадает в кристалл микросхемы, она может изменить состояние одного или нескольких транзисторов, вызвав так называемый single event upset — одиночный сбой. В лучшем случае это приведет к ошибке в вычислениях, которую можно исправить перезапуском. В худшем — к необратимому повреждению чипа.
Google подготовился к этому заранее. Еще до запуска чипы Trillium TPU прошли испытания в Калифорнийском университете в Дэвисе, в лаборатории Crocker Nuclear Laboratory. Там их облучали пучком протонов, имитируя дозу, которую чип получил бы за пять лет пребывания на орбите.
По словам Google, чипы «обладают удивительной радиационной стойкостью», и никаких фатальных отказов, связанных с накопленной дозой, зафиксировано не было.
Более того, выяснилось, что радиационные ошибки можно исправлять простой перезагрузкой чипа. Однако наземные испытания не могут полностью воспроизвести космические условия, поэтому реальные данные с орбиты будут иметь решающее значение.
Вторая проблема — тепло. TPU выделяют значительное количество тепла в небольшом объеме, а в космосе нет воздуха, который мог бы это тепло уносить. На Земле дата-центры используют мощные системы воздушного или жидкостного охлаждения, но в вакууме конвекция невозможна.
Google разработал специальную систему на основе тепловых трубок и радиаторов, которая должна отводить тепло от чипов и излучать его в космос. Эта система уже прошла испытания в термовакуумной камере, имитирующей космические условия, но ее реальная эффективность станет ясна только после получения данных с орбиты. По предварительным оценкам, из-за ограничений по теплу и энергопотреблению чипы на спутнике смогут работать сериями примерно по 15 минут, после чего им потребуется время на охлаждение.
Третья сложность — питание. На первый взгляд, здесь космос дает преимущество: на низкой околоземной орбите спутник почти постоянно освещен солнцем, и солнечные панели могут вырабатывать до восьми раз больше энергии, чем на Земле. Однако инфраструктура для передачи этой энергии к вычислительным модулям, а также для отвода тепла требует дополнительной массы и усложняет конструкцию спутника. Именно поэтому первый запуск рассматривается как минимальный тест, а не как полноценная демонстрация работающего дата-центра.
Почему Google вообще решил перенести вычисления в космос
Причина в том, что на Земле становится все труднее строить и обслуживать дата-центры для ИИ. Современные модели машинного обучения требуют огромных вычислительных мощностей, а значит — огромных объемов электроэнергии, земли и воды для охлаждения. Кроме того, общественное сопротивление строительству новых объектов растет. Перенос хотя бы некоторых вычислений на орбиту мог бы снять часть этой нагрузки.
Есть и экономический аспект. Google в своей научной работе отмечает, что стоимость запуска полезной нагрузки на орбиту снижается примерно на 20% в год, начиная с первых полетов Falcon 1. Если эта тенденция сохранится, к 2035 году стоимость доставки одного килограмма на орбиту может приблизиться к $200. При таких ценах строительство орбитальных дата-центров может стать экономически сопоставимым с наземными — особенно с учетом того, что солнечная энергия в космосе бесплатна и доступна почти круглосуточно.
Однако не все разделяют оптимизм Google. Астрономы уже выразили обеспокоенность тем, что орбитальные дата-центры могут усугубить проблему светового загрязнения ночного неба. Спутники на низкой околоземной орбите отражают солнечный свет, создавая яркие полосы на астрономических снимках, и тысячи новых аппаратов сделают эту проблему еще более острой. Кроме того, масштабирование проекта потребует решения множества логистических задач: орбитальный мусор, риски столкновений, влияние солнечных бурь и выбросы от запусков ракет.
Что будет дальше
Google уже объявил о следующем этапе. В 2027 году планируется запустить два экспериментальных спутника, которые будут оснащены более мощной вычислительной начинкой и попробуют установить лазерную связь друг с другом. Если это сработает, появится техническая основа для создания распределенной вычислительной сети на орбите. Параллельно Google продолжит анализировать данные, поступающие с первого спутника, чтобы понять, какие ошибки в проектировании нужно исправить.
Project Suncatcher — это долгосрочная исследовательская программа, которую сам Google называет «moonshot» — проектом с высокой степенью риска и потенциально огромной отдачей. Трэвис Билс, руководитель проекта, объяснил цель первого запуска так: выяснить, какие технологии работают, какие ломаются, и использовать эти знания для будущих миссий.
Космический ЦОД по-русски
Пока Google только проверяет, смогут ли его TPU стать основой орбитальной вычислительной инфраструктуры, российский хостинг-провайдер RUVDS уже успел провести два эксперимента с серверами в космосе. Масштаб здесь, конечно, другой — вместо вычислительных кластеров для обучения нейросетей небольшие спутники, ограниченные объемом памяти и пропускной способностью радиоканала. Но и инженеры хотели выяснить, насколько обычные серверные технологии вообще применимы в условиях орбиты и можно ли взаимодействовать с космическим аппаратом так же, как с удаленной машиной в наземном дата-центре.
Первый спутник-сервер RUVDS отправился в космос в июне 2023 года. При выходе аппарата из пускового контейнера возникла внештатная ситуация, в результате которой пострадал основной модуль памяти. Тем не менее уже 13 июля спутник смог передать на Землю резервную HTML-страницу, продемонстрировав возможность размещения простейшего веб-контента непосредственно на орбите. Данные транслировались на частоте 436,26 МГц, принимались наземными станциями и затем становились доступны пользователям через интернет.
Второй этап проекта начался в конце 2025 года, когда RUVDS совместно с ОКБ «Пятое поколение» отправил в космос спутник-платформу RUVDSSat1. В феврале 2026 года аппарат вышел на самостоятельную рабочую орбиту. Его построили в экспериментальном формате TriSAT с треугольным поперечным сечением, а в качестве бортового компьютера использовали Raspberry Pi Zero с 512 МБ оперативной памяти. На этой платформе испытывали специализированное решение Kaspersky Endpoint Security for Linux — Space Edition, предназначенное для защиты бортового программного обеспечения.
Одной из самых интересных разработок стала Console Gate, которую RUVDS создал совместно с ОКБ «Пятое поколение». Она позволяла организовать для пользователя привычный терминальный доступ к бортовому компьютеру, скрыв за ним взаимодействие через наземную станцию и спутниковый радиоканал. В августе 2026 года компания открыла доступ к RUVDSSat1 внешним разработчикам и энтузиастам.
Миссия завершилась в августе 2026 года, когда RUVDSSat1 сошел с орбиты. По данным компании, за время проекта было принято более 2,5 тыс. заявок на доступ, свыше 100 человек получили возможность взаимодействовать со спутником, а в ходе 900 сеансов связи передали более 100 тыс. пакетов данных.
Возможно, орбитальные дата-центры никогда не станут основным способом вычислений. Но даже если они займут лишь небольшую нишу, например для обработки данных, собранных в космосе, или для задач, требующих минимальной задержки на орбите, этот эксперимент уже изменит представление о том, где может находиться вычислительная инфраструктура человечества.
Читайте также: