Компания Google представила проект Suncatcher — инициативу по созданию спутниковой группировки с TPU-процессорами для работы дата-центров для ИИ в космосе. Первые прототипы планируется запустить к 2027 году. Энергию система будет получать от Солнца, а связь между спутниками и с Землей будет реализована с помощью оптических каналов связи.

Центр обработки данных Google в Орегоне. Американская компания заявляет, что размещение процессоров искусственного интеллекта в космосе снизит нагрузку на ресурсы Земли. Google/EPA
Центр обработки данных Google в Орегоне. Американская компания заявляет, что размещение процессоров искусственного интеллекта в космосе снизит нагрузку на ресурсы Земли. Google/EPA
Синхронная по линии рассвет-закат орбита — это особый тип полярной орбиты, при которой спутник всегда пересекает экватор в одно и то же местное солнечное время. Плоскость орбиты медленно поворачивается, следуя за видимым движением Солнца, благодаря чему спутник постоянно находится на освещенной стороне Земли. Это критически важно для солнечных панелей, так как исключает длительные периоды в тени и практически устраняет необходимость в дополнительных аккумуляторах.

Suncatcher — это исследовательский проект компании Google, направленный на создание масштабируемой инфраструктуры для машинного обучения в космосе. Идея основана на том, что Солнце излучает энергии в 100 триллионов раз больше, чем производит человечество, а солнечные панели на правильной орбите (полярная рассвет-закатная орбита) могут быть в 8 раз эффективнее земных и работать непрерывно, поскольку будут находиться под постоянным солнечным светом.

Диаграмма, показывающая ориентацию солнечно-синхронной орбиты (зеленый цвет) в четырех точках в течение года. Для справки также показана несолнечно-синхронная орбита (пурпурный цвет). Даты указаны белым цветом: день/месяц.
Диаграмма, показывающая ориентацию солнечно-синхронной орбиты (зеленый цвет) в четырех точках в течение года. Для справки также показана несолнечно-синхронная орбита (пурпурный цвет). Даты указаны белым цветом: день/месяц.

Спутники оснастят чипами Google TPU и соединят оптическими линиями связи для передачи данных. Команда уже продемонстрировала прототип с пропускной способностью 1,6 Тбит/с.

Спутниковая группировка с лазерными каналами

Эволюция группировки свободного падения («без тяги») под действием гравитационного притяжения Земли, смоделированная с детализацией, необходимой для получения солнечно-синхронных орбит, в невращающейся системе координат относительно центрального опорного спутника S0. Стрелка указывает на центр Земли. Маджента: ближайшие соседи спутника S0. Оранжевый: пример «периферийного» спутника S1. Оранжевая пунктирная линия: положения S1 относительно центра кластера (в невращающейся системе координат)
Эволюция группировки свободного падения («без тяги») под действием гравитационного притяжения Земли, смоделированная с детализацией, необходимой для получения солнечно-синхронных орбит, в невращающейся системе координат относительно центрального опорного спутника S0. Стрелка указывает на центр Земли. Маджента: ближайшие соседи спутника S0. Оранжевый: пример «периферийного» спутника S1. Оранжевая пунктирная линия: положения S1 относительно центра кластера (в невращающейся системе координат)

Главная особенность проекта — плотное расположение спутников на расстоянии от сотен метров до километра друг от друга. Это необходимо для высокоскоростной передачи данных, сравнимой с земными дата-центрами. Google разработал физические модели для управления такими кластерами, показавшие, что для поддержания стабильной конфигурации потребуются лишь небольшие корректирующие маневры.

Компания протестировала процессоры TPU Trillium в условиях космической радиации. Чипы выдержали дозу облучения в три раза превышающую ожидаемую за пятилетнюю миссию, что указывает на достаточную для орбитальной работы радиационную стойкость. Анализ экономической целесообразности показал, что при снижении стоимости запуска до 200 долларов за килограмм к середине 2030-х годов строительство космического дата-центра станет сопоставимо по затратам с земными аналогами.

Первая миссия в партнерстве с компанией Planet запланирована на начало 2027 года. Два спутника-прототипа протестируют работу моделей и оборудования в космосе.