Бери свыше: ученые предложили размещать суперкомпьютеры на орбите

Питание Солнцем

Дата-центры и суперкомпьютеры, которые обрабатывают и хранят огромные объемы данных, можно размещать в околоземном космическом пространстве. Это позволит сократить потребление ими электроэнергии и выбросы в атмосферу огромного количества тепла. О разработке подобного проекта «Известиям» сообщили ученые из МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для своей работы такие орбитальные комплексы будет использовать солнечную энергию, а передавать информацию на Землю поможет технология космической связи.

— В предлагаемый космический комплекс должны входить солнечные батареи, система энергопитания и сброса тепла, а также целевое оборудование для производства и обработки информации, телекоммуникационное оборудование для передачи данных, — рассказал автор проекта, профессор кафедры «Аэрокосмические системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана Георгий Щеглов. — Если будет создано несколько подобных центров, они должны иметь возможность обмена данными между собой, чтобы образовывать «космическое облако».

По его мнению, идеальное место для размещения станции — так называемая точка Лагранжа L1. В ней Солнце никогда не перекрывается ни Землей, ни Луной, поэтому генерация энергии батареями не будет прекращаться. К тому же в этой точке гравитации Солнца и Земли примерно равны, поэтому потребуется совсем мало энергии для удержания станции в данной области пространства.

На современном уровне развития вычислительной техники компьютеры могут надежно работать в условиях космического пространства, заявляют авторы работы. С 2017 по 2019 год был проведен эксперимент по эксплуатации на МКС суперкомпьютера Hewlett Packard Enterprise. За полтора года он более 6,8 тыс. раз преодолел область с высоким уровнем радиации, которая считается губительной для электроники, и смог выполнить тестовый код более 2 тыс. раз без единой битовой ошибки.

— Данные на суперкомпьютер могут передаваться не только с Земли, но и, например, от группировки метеоспутников, — добавил Георгий Щеглов. — В результате расчета метеорологам вместо большого объема «сырых» данных от спутников будет передаваться готовый прогноз погоды, имеющий гораздо большую ценность.

Согласно расчетам ученых, создание дата-центра на орбите будет полностью рентабельно, если учитывать воздействие наземных установок такого типа на климат. В настоящее время центры обработки информации становятся одними из крупнейших потребителей энергии и источником отработанного тепла.

Время охладиться

Сегодня трудности размещения таких комплексов связаны не столько со сложностями развертывания в космосе крупногабаритных полей солнечных батарей, сколько с необходимостью разработки систем беспроводной передачи энергии на большие расстояния, считают некоторые специалисты.

— На данный момент основные потенциальные потребители услуг космических дата-центров — это спутники и космические станции, — пояснил руководитель направления IT и разработки Центра компетенций НТИ по большим данным МГУ Александр Бирюков. — Гораздо проще обработать терабайты накопленных данных прямо в космосе и отправить на землю только результаты обработки, так как канал связи с Землей ограничен. По открытым данным, у РФ в космосе находится около сотни спутников. С учетом тенденции к использованию исключительно национальных вычислительных мощностей спрос будет, скорее всего, ограничен самой Россией и странами, которые не могут позволить себе такие дата-центры.

Некоторые эксперты критически оценили данный проект, но отметили в нем несколько потенциально интересных моментов.

— Хотя солнечная энергия и может быть выгодной для снабжения станции, затраты на вывод спутника на орбиту с лихвой перекроют всю выгоду от использования данного вида энергии, — заявил бизнес-аналитик SR Data Сергей Ворожцов. — При этом данную инициативу можно использовать в качестве уникального PR-хода.

В среднем спутники работают на орбите от пяти лет, но есть примеры, когда срок эксплуатации достигает 9–10 лет, рассказал генеральный директор АО «АК «Новый космос» (компания — участник рынка НТИ «Аэронет») Антон Алексеев. Но также важно учесть, что в связи с указанным сроком потребуются постоянная замена спутников и их обновление.

По мнению Александра Бирюкова, проект имеет стратегическую ценность в апробации отправки и поддержания дата-центров в космосе.

— Особенно важным такой подход станет при массовом внедрении квантовых компьютеров, которые требуют особенно низких температур и стабильной окружающей среды для функционирования — космическое пространство является идеальным для этих целей, — пояснил специалист.

В настоящее время авторы работы проводят технико-экономическое обоснование и бизнес-планирование проекта.

Ольга Коленцова