Орбитальные центры обработки данных: удачная стратегия или нереализуемый проект?
Центр макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования (ЦМАКП) в начале этого месяца за авторством Владимира Геннадьевича Артёменко выпустил аналитический обзор «Космические вычисления (space computing): проекты и перспективы». ЦМАКП – уважаемый в экспертной среде и влиятельный «мозговой центр», сочетающий глубокую научную методологию с активным участием в формировании экономической повестки на самом высоком уровне. Наш исследовательский центр рад тому, что неравнодушное отношение ЦМАКП к космосу время от времени проявляется в исследовательских продуктах, посвященных тематике, связанной с развитием космической экономики и анализом ее трендов в мире.
В контексте обзора ЦМАКП, мы попросили поделиться своим мнением члена Экспертного совета АНО «КЭП», кандидата технических наук, генерального директора «Агентства по сетевым, информационным и коммуникационным технологиям» Александра Кальченко. Александр Николаевич человек с большим опытом работы в области внешней торговли, занимавший руководящие должности на предприятии Роскосмоса, разрабатывающем и производящем бортовую и наземную радиоэлектронную аппаратуру, антенные и телеметрические системы. Предлагаем ознакомиться с его комментарием:
«Тема орбитальных ЦОД стала звучать в публичном пространстве довольно часто и многими рассматривается как тренд, если не главный драйвер развития ИИ, но «периферийные вычисления» – это уже данность, которая вызывает гораздо меньше внимания. Несмотря на весьма высокое качество аналитического обзора ЦМАКП, на мой взгляд, материал немного грешит технологическим оптимизмом и упускает несколько принципиальных моментов.
Первый момент – это охлаждение. В обзоре цитируется Starcloud, где утверждается, что пассивное радиационное охлаждение в вакууме – это «просто». В реальности это колоссальный барьер для размещения серьезных вычислительных мощностей. Отводить тепло излучением в вакууме существенно сложнее, чем конвекцией в атмосфере или воде. Проект SpaceX AI1 с гигантскими 70-метровыми радиаторами наглядно показывает, какова материалоемкость, а значит и скрытая стоимость вывода системы охлаждения. Сергей Константинович Крикалев, с которым довелось работать в системе Роскосмоса, рассказывал, что из-за непрерывно работающих на МКС вентиляторов, обеспечивающих охлаждение аппаратуры, постоянный шум на станции составляет 65-70 Дб.
Второй аспект – задержки сигнала. Размещение ЦОД на орбите 500–600 км создает приличный джиттер – непостоянство задержки от пакета к пакету. Орбитальный ЦОД никогда не сможет конкурировать, например, с подводными дата-центрами (как у HiCloud в Шанхае) в задачах, требующих отклика в миллисекунды (финансовый высокочастотный трейдинг или управление беспилотниками городского транспорта). Космос может обеспечить только «тяжелое» обучение ИИ и бэкап-вычисления, где задержка не важна.
Ну и ставший уже притчей во языцех дефицит полупроводников. Как справедливо отмечает SemiAnalysis в конце документа, перенос ЦОД в космос не решает проблему дефицита самих чипов, поскольку проблема упирается в земные заводы TSMC, ASML и Intel.
Тем не менее, материал ЦМАКП полностью адекватен повестке дня 2026 года, но в текущей реальности, на данном этапе развития, реализация орбитальных ЦОД пока недостижима, причем по очень многим причинам.
Чтобы понять реальные перспективы развертывания ЦОД на орбите, просто посмотрим на некоторые цифры и вспомним арифметику. В итоге нехитрых расчетов получим довольно четкую картину. Чтобы орбитальные вычисления к 2035 году, например, SpaceX, стали экономически оправданными и более дешевыми, чем наземные, требуются суммарные инвестиции в размере от 11,1 до 14,8 миллиарда долларов исключительно на запуск ракет, что эквивалентно достижению планки примерно в 180 пусков системы Starship в год.
Чтобы рассчитать, как именно упадет цена за килограмм груза, воспользуемся законом Райта. Это один из фундаментальных экономических законов, который гласит, что с каждым удвоением суммарного объема производства товара затраты на выпуск каждой единицы продукции падают на фиксированный процент. Согласно статистическим данным, публикуемым время от времени SpaceX, при каждом удвоении массы запущенной полезной нагрузки себестоимость вывода 1 кг падает примерно на 20%. Чтобы орбитальный ЦОД по стоимости электроэнергии и инфраструктуры сравнялся с наземным, себестоимость вывода должна упасть до уровня $200–300 за 1 кг. Чтобы пробить этот ценовой барьер за счет эффекта масштаба, необходимо вывести на орбиту гигантский объем оборудования.
Теперь посчитаем количество необходимых пусков. По расчетам Google и SemiAnalysis, приведенным в обзоре, для достижения цены в $200–300 за килограмм требуется запустить в космос в общей сложности около 370 тысяч тонн полезной нагрузки. Пересчитаем этот объем полезной нагрузки в пуски Starship. Грузоподъемность многоразового Starship при выводе на низкую околоземную орбиту в целевом сценарии составляет около 100 тонн за один рейс. Отсюда 370000/100 = 3700 пусков.
Чтобы успеть накопить эту критическую массу и сделать технологию рентабельной к прогнозируемому 2035 году, компании SpaceX необходимо обеспечивать стабильный темп в 180 пусков Starship в год. Но упомянутые в статье 370000 тонн, являются, скорее всего, оценкой суммарной массы полезной нагрузки, которую нужно вывести в рамках всей космической индустрии, чтобы сработал эффект масштаба по закону Райта, а не только одной компании SpaceX. При этом, если говорить об одном орбитальном ЦОД мощностью в 1 ГВт, то его масса составит приблизительно 3 000–5 000 тонн, что вполне преодолимо…
Диаграмма: А.Н. Кальченко
По моим приблизительным расчетам, все космодромы Земли, запуская КА непрерывно, за год могут осуществить около 350 пусков. Но при этом SpaceX неоднократно заявляла, что планирует в будущем проводить десятки пусков Starship в день с одной площадки за счет быстрого обслуживания на башне Mechazilla.
Что касается необходимого объема инвестиций, то картина следующая. При оценке финансовых затрат важно разделять себестоимость пуска для самой SpaceX и коммерческую рыночную цену, а также вложения в пусковую компанию и инвестиции в производственные основные средства. Илон Маск заявляет, что при полной многоразовости и отработанной технологии себестоимость одного пуска Starship по топливу и обслуживанию должна составить около 3–4 миллионов долларов. Умножаем эту внутреннюю себестоимость на количество пусков и получаем интервал от 11,1 до 14,8 миллиарда долларов. Это означает, что минимальный объем чистых инвестиций только в запуски для снижения цены 1 кг до целевого уровня составляет от 11,1 до 14,8 миллиарда долларов.
Нужны инвестиции в заводские мощности и основные средства. Профинансировать пусковую кампанию недостаточно, так как орбитальные ЦОДы нужно либо где-то производить, либо купить готовые. Лучше изготовить самому… Для этого SpaceX уже строит завод Gigasat площадью более 1 млн. кв. м. Комплекс рассчитан на выпуск спутников суммарной мощностью 1 ГВт в год к концу 2027 года (около 6000 аппаратов AI1 в год) с расширением до 100 ГВт к 2030 году. Строительство и оснащение такого промышленного гиганта (совместно с Terafab для чипов) требует еще около 3–5 миллиардов долларов прямых капитальных вложений.
Объективности ради, необходимо заметить, что сумма в $11–15 млрд на запуски на фоне капитализации ИИ-сектора является весьма скромной. Такие компании, как Microsoft, Google, Meta, Amazon, суммарно тратят на капитальные расходы для наземных ЦОД около $150–200 млрд в год. И если бы технические возможности позволяли за $15 млрд развернуть 1 ГВт космических ЦОД и решить проблему энергоснабжения на Земле, то они профинансировали бы этот проект за один квартал.
Главный экономический риск этой очень привлекательной на первый взгляд стратегии заключается в том, что ее финансовая модель держится на одном важнейшем условии, которым является вертикальная интеграция. На мировом рынке сегодня просто нет сторонних заказчиков, которым нужно запускать по 180 тяжелых ракет в год под ИИ-вычисления. Поэтому SpaceX была вынуждена поглотить xAI Holdings и создавать этот спрос самостоятельно. По сути, компания сама у себя покупает пуски, инвестируя миллиарды в сектор Производства основных средств ради того, чтобы в будущем монополизировать сектор Производства конечной продукции – облачный ИИ из космоса».
Уважаемые читатели ленты КЭП, мы будем рады вашим откликам и, как это уже подтверждено рядом комментариев сторонних экспертов на нашем ресурсе, мы открыты для предложений опубликовать ваши мнения.