Data centers en el espacio

Mucho se está publicando últimamente sobre la posibilidad de colocar data centers en el espacio y a ello está contribuyendo notablemente una serie de figuras entre las que destacan Jeff Bezos (Blue Origin), Jensen Huang (Nvidia), Sam Altman (OpenAI), Sundar Pichai (Google) y, cómo no, Elon Musk, (SpaceX y Starlink), quien en el pasado Foro de Davos afirmó que el lugar más económico para colocar la IA era el espacio, y que sería una realidad en dos o, como mucho, tres años.

Pocos días después, SpaceX presentó una solicitud a la Comisión Federal de Comunicaciones para crear una constelación de hasta 1 millón de data centers en órbita baja (entre los 500 y los 2000 km) a lo que siguió, incluso, un video con especificaciones de diseño.

Muchos han sido con posterioridad los que han publicado consideraciones al respecto, la primera de las cuales ha sido de índole personal, en el sentido de atribuir al Sr. Musk una tendencia bastante hiperbólica en lo que a su predicción de tiempos respecta (conducción autónoma para 2017, el hombre en Marte para 2024, 10.000 robots humanoides Optimus para 2025, etc.). Si para lo de los data center en el espacio ha previsto 3 años, las matemáticas no le dan posibilidades en unos cuantos años más, si es que se la van a dar alguna vez.

El resto de opiniones con una primera de clara orientación económica y las demás puramente técnicas.

Quien primero apuntó, y disparó, fue, probablemente, Andrew McCalip, ingeniero aeroespacial quien, hace unos pocos años, concluyó unos primeros cálculos con la estimación de que el coste de un data center en el espacio se situaría entre 7 y 10 veces el de su equivalente en tierra firme, lo cual hacía que el proyecto no tuviese pinta alguna de ser práctico.

Sin embargo, a raíz de las recientes palabras de Elon Musk, McCalip ha repasado sus iniciales cálculos, pero incluyendo la última información disponible sobre las capacidades y tecnologías implementadas por, entre otros, Starlink y Tesla, y el retrato ha cambiado sustancialmente, llevando el coste “espacial” solamente hasta un multiplicador de 3, lo cual, aun siendo todavía elevado, ya puede considerarse lo suficientemente “a tiro” como para no descartar de inicio la idea.

La red de satélites considerada para el cálculo alcanzaría las 4400 unidades, cada una con más de 175 GPUs repartidas entre racks de 72 GPUs con una potencia de 120 a 140 kW por rack. Así, el coste total, incluyendo lanzamiento y los costes de operación a cinco años, se elevaría hasta los 51 billones (americanos) de dólares, mientras su gemelo terrestre se encontraría con una cifra de 16 billones.

Pero, yendo más allá del asunto puramente económico, las distintas fuentes de referencia están incidiendo en otra serie de limitaciones, éstas exclusivamente técnicas, que ponen una sombra de duda en la viabilidad del proyecto. Entre otras, IEEE, siempre bien asesorado y documentado, ha desarrollado, en una de sus últimas publicaciones (Andrew Cavalier), esos aspectos más oscuros del proyecto.

Cierto es que el paquete está envuelto en papel de seda, con un hermoso lacito formado por el hecho de la existencia en el espacio de abundante energía solar, freecooling para dar y tomar, y ausencia de riesgos asociados a los caprichos terrenales de nuestro planeta, en forma de movimientos sísmicos, tsunamis, riadas, huracanes y demás veleidades de una naturaleza cada vez más cabreada. Pero no es oro todo lo que reluce, y en el lado contrario de la balanza existen serios contrapesos.

En primer lugar, la valoración de escala ya que, teniendo en cuenta que el total de lanzamientos que se han producido en toda la historia se encuentra en torno a los 7000, para colocar en el espacio un millón de satélites, a razón de 60 satélites por vehículo lanzado, se alcanzaría la cifra de 16.666 lanzamientos (en 2025 SpaceX llegó a una cifra record de 165).

Por otra parte, tendríamos una serie de obstáculos puramente técnicos, destacando entre ellos el asunto del pretendido freecooling, sobre el que existe un importante malentendido ya que en el espacio hace frío, mucho frío, pero no hay atmósfera, por lo que para evacuar el calor generado por los chips no son utilizables los dos principales métodos (convección y conducción) sino que la única vía restante es la radiación. Y siguiendo la Ley de Stephan Bolzman que establece una relación entre la potencia a disipar y la superficie radiante (multiplicada por la cuarta potencia de la temperatura absoluta), la única variable que se puede controlar es la superficie y, a modo de ejemplo, para disipar los 700 W de un solo chip típico de IA y mantener su temperatura en 60⁰C, teniendo en cuenta una orientación perfecta y una temperatura exterior de 3⁰K, serían necesarios 1,4 m² de superficie radiante (80 m² para un rack de 40 kW y, como mínimo, 2.500 de éstos para un centro de 100 MW). Y todo ello en un entorno llamémosle “puro”, sin considerar las degradaciones propias del lugar ni otros factores de reducción que suponen una penalización en el entorno del 40%.

La segunda traba técnica se encontraría en el suministro de energía, en concreto con la captación de energía solar, única fuente para los centros. Resulta, en principio, de expectativa abundante, con una disponibilidad de 1351 kW/m², pero la superficie de paneles, sin degradación, limitaría la producción a unos 400 kW/m².

Ambas líneas, producción y enfriamiento, requieren superficies similares, pero, para rematar la faena, aquí se da una curiosa paradoja. Mientras los paneles solares han de orientarse al sol, los radiantes lo deben hacer hacia el espacio profundo, al tiempo que las antenas deben de mirar hacia la tierra. Los sistemas de control no resultarán sencillos.

En tercer lugar, nos encontramos con la parte IT propiamente dicha y con el efecto de la radiación ionizante en órbitas bajas, que afecta directamente al hardware. Tanto el uso de procesadores “heavy duty”, como de sistemas externos de blindaje, como de topologías redundantes, encarecen notablemente el presupuesto, tanto en cuanto a los propios componentes como al peso que hay que añadir para ponerlos en órbita.

Si se cumplen las predicciones de Musk, tendremos que sacar del baúl aquella frase atribuida a Rabindranath Tagore y que decía “si lloras porque el sol de ha perdido, las lágrimas no te dejarán ver las estrellas”. A ver si lo que no te va a permitir ver las estrellas no son precisamente tus lágrimas.

Y todo ello, sin aludir al conocido como “Síndrome de Kessler” y el peligro de la basura espacial y los riesgos de impacto.

En fin, estamos en estas y una conclusión, común en las fuentes de referencia, indica que si los chips están a merced de los estragos de la radiación espacial y si la humanidad podría perder la visión de las estrellas, unido al creciente riesgo de desencadenar el síndrome de Kessler, ¿por qué diablos los proveedores de hiperescala promocionan tanto los centros de datos en órbita?

Seguiremos atentos a la jugada.