Artikkelit

Haasteena on muun muassa lämmön poistaminen tyhjiössä.

Vaikka laitteiston laukaiseminen kiertoradalle on nykyään helpompaa kuin koskaan, avaruuden armottomissa olosuhteissa selviytyminen voi osoittautua vieläkin suuremmaksi haasteeksi. Elon Muskin SpaceX on yksi tunnetuimmista yrityksistä, jotka suunnittelevat datakeskuksia maapallon ulkopuolelle.

Taustalla on ajatus siitä, että kun datakeskukset siirretään kiertoradalle, käytössä on rajattomasti aurinkoenergiaa, eikä maa-alasta, vedestä tai paikallisen sähköverkon kapasiteetista tarvitse enää murehtia. Tekoäly kasvattaa laskentatehon kysyntää räjähdysmäisesti, ja avaruushankkeita markkinoidaan keinona paeta maapallon tietoteknisen infrastruktuurin synnyttämiä ympäristö- ja resurssipaineita. Maan päällä datakeskukset kohtaavat usein myös paikallisten asukkaiden vastustusta.

Satelliitin laukaisemisen ja teollisen mittakaavan tietoteknisen infrastruktuurin välillä on kuitenkin suuria haasteita: avaruus on vaarallinen paikka, jossa kosminen säteily vaurioittaa herkkää elektroniikkaa. Laitteet tuottavat valtavasti lämpöä, ja sen poistaminen tyhjiössä on vaikeaa. Lisäksi huoltotyöt ovat tähtitieteellisen kalliita, ja jokaisella kiertoradalle rahattavalla kilolla on yhä tuntuva hintalappu.

Mitä maapallon datakeskukset pitävät sisällään

Maanpäälliset datakeskukset pyörittävät pilvipalveluita, videostriimausta, verkkopankkeja ja tekoälyä. Ne ovat kuitenkin paljon muutakin kuin pelkkiä huoneita täynnä palvelimia. Toimiakseen luotettavasti ne vaativat valtavasti sähköä, ja tämä tarve kasvaa tekoälyn myötä entisestään.

Toinen kriittinen tekijä on jäähdytys, sillä lähes kaikki palvelinten kuluttama sähkö muuttuu lopulta lämmöksi. Jos lämpöä ei poisteta nopeasti, laitteet hidastuvat, vikaantuvat tai pahimmillaan sammuvat kokonaan. Jäähdytysjärjestelmät ovatkin usein laitteiston jälkeen suurin energiankuluttaja. Lisäksi tarvitaan fyysistä tilaa, rakennuksia, varavoimaloita, vesijärjestelmiä ja tietoliikenneverkkoja, joiden on sijaittava riittävän lähellä käyttäjiä nopeiden yhteyksien takaamiseksi.

Avaruudessa sähköä saataisiin aurinkopaneeleista, sillä aurinko paistaa kiertoradalla jatkuvasti ilman pilviverhoja. Kiertoradasta riippuen maapallo voi kuitenkin toisinaan varjostaa paneeleita, ja parhaatkin nykyiset aurinkokennot pystyvät muuttamaan sähköksi vain noin puolet niihin osuvasta valosta.

Jäähdytyksen kannalta avaruuden 270 asteen kylmyys tarjoaa teoriassa mahdollisuuden säteilyttää hukkalämpö suoraan avaruuteen ilman maapallolla tarvittavaa massiivista ja vettä kuluttavaa infrastruktuuria. Tyhjiössä ei kuitenkaan ole ilmaa, joka puhaltamalla jäähdyttäisi kuumia laitteita, vaan lämmön on poistuttava hitaana infrapunasäteilynä. Tämän vuoksi esimerkiksi 10 megawatin hukkalämmön poistaminen vaatisi jäähdytyspaneeleita, joiden pinta-ala vastaa kahta jalkapallokenttää.

Vaikka avaruusratkaisu säästäisi maapallon tonttimaata ja pohjavesiä sekä poistaisi paikalliset meluhaitat, se toisi mukanaan uusia konflikteja. Kiertoradat ovat jo nyt ruuhkaisia, ja tuhansien uusien jättimäisten datakeskusten laukaiseminen pahentaisi tilannetta. Avaruusromu ja mikrometeoroidit voivat lävistää laitteiston, ja pahimmassa tapauksessa törmäys tuhoaisi keskuksen synnyttäen valtavasti lisää vaarallista romua.

Myös jatkuvasti tihenevät raketinlaukaisut herättävät jo nyt vastustusta ympäristöhaittojen vuoksi esimerkiksi SpaceX:n laukaisukeskuksen alueella Teksasissa.

Robotit huoltavat avaruudessa

Muitakin haasteita piisaa, sillä yksittäisinä paloina laukaistavat keskukset, paneelit ja jäähdyttimet pitäisi pystyä kokoamaan ja huoltamaan avaruudessa, mikä vaatii täysin uudenlaista robottiteknologiaa. Toinen suuri pähkinä purtavaksi on tietotekniikan nopea uusiutumissykli. Maan päällä palvelimet uusitaan ja päivitetään uudempiin siruihin 3–5 vuoden välein tehokkuuden ylläpitämiseksi ja vikojen korjaamiseksi.

Avaruudessa laitteiston päivittäminen on äärimmäisen vaikeaa ja kallista. Jos tietokoneita ei voida päivittää tai osia vikaantuu liikaa, miljoonien arvoinen järjestelmä saattaa vanhentua käsiin kauan ennen kuin sen muu infrastruktuuri tulee tiensä päähän.

SpaceX julkisti hiljattain ensimmäisen tekoälylaskentaan tarkoitetun satelliittinsa teollisen muotoilun, jota se toivoo voivansa käyttää avaruusdatakeskusten esiasteena. Tämän satelliitin suorituskyky on kuitenkin vielä sadoista tuhansiin kertoihin heikompi kuin nykyisten maanpäällisten laitosten.

Lähde

Kuva: Pixabay

Hei! Luitko jo tämän?

Nämä humanoidirobotit ovat jo myynnissä kuluttajille

Tagit: avaruus  datakeskus  Elon Musk  SpaceX    Takaisin