- Los centros de datos espaciales tienen condiciones más desfavorables que los centros terrestres en todos los elementos críticos como potencia, enfriamiento, radiación y comunicaciones
- La energía solar o nuclear no puede abastecer suficiente potencia para operar GPUs, y aun con paneles solares del tamaño de la ISS solo es posible mover unas 200 GPU
- En un entorno de vacío no es posible el enfriamiento por convección, por lo que se necesitan disipadores de calor y sistemas de control térmico complejos, y con un sistema del nivel de la ISS solo se podrían enfriar alrededor de 16 GPU
- La radiación espacial es crítica para GPU y TPU, y el latch-up y el SEU pueden dañar el chip o reducir drásticamente el rendimiento
- El ancho de banda de comunicación también es mucho menor que en tierra, por lo que el concepto resulta globalmente extremadamente ineficiente en términos de costo-beneficio
Problema de energía
- En el espacio, solo hay dos fuentes de energía utilizables: energía solar y energía nuclear (RTG)
- La energía solar no difiere mucho de la terrestre, ya que la pérdida atmosférica es mínima y prácticamente no hay ventaja de eficiencia
- Los paneles solares de la ISS, de aproximadamente 2.500 m² con un máximo de 200 kW de salida, solo permiten operar unas 200 GPU
- Para alcanzar el nivel del centro de datos de OpenAI en Noruega (100.000 GPU) habría que lanzar 500 satélites del tamaño de la ISS
- Un RTG aporta solo entre 50 y 150 W, insuficiente para hacer funcionar ni una sola GPU
Límite del control térmico
- No hay aire en el espacio, por lo que el enfriamiento por convección es imposible y el calor solo puede disiparse mediante conducción y radiación
- El Active Thermal Control System (ATCS) de la ISS usa un circuito de enfriamiento con amoníaco y radiadores, y puede gestionar 16 kW (alrededor de 16 GPU)
- El área de los radiadores es de 42,5 m², y para un sistema de 200 kW se requerirían 531 m² de radiadores
- En ese caso, el satélite sería mucho mayor que la ISS y solo ofrecería un rendimiento equivalente al de 3 racks de servidores terrestres
- Citando como ejemplo experiencia en el diseño de sistemas de cámaras de bajo consumo, se subraya que el hardware espacial requiere un diseño de consumo extremadamente bajo
Problema de resistencia a la radiación
- La radiación espacial se compone de partículas solares y rayos cósmicos, y partículas de alta velocidad que van desde electrones hasta núcleos de oxígeno dañan los chips
- Los efectos principales son SEU (single event upset) y latch-up de un solo evento
- El SEU provoca errores de bits temporales, mientras que el latch-up causa daños permanentes en el chip
- En operación prolongada, el Total Dose Effect degrada el rendimiento del transistor, provocando reducción de la velocidad de reloj y aumento del consumo energético
- El blindaje tiene una eficacia limitada y puede empeorar el problema por el incremento de masa y el riesgo de generar partículas secundarias
- GPU y TPU son los más vulnerables a la radiación debido a sus transistores pequeños y estructuras de die de gran área
- Los chips espaciales apenas alcanzan el rendimiento de un PowerPC de nivel de 2005, y fabricarlos como se hace con las GPU reduce el rendimiento de forma extrema
Restricción de comunicaciones
- La mayoría de los satélites solo puede transmitir hasta alrededor de 1 Gbps mediante comunicación inalámbrica
- La comunicación láser está en prueba, pero es inestable según las condiciones atmosféricas
- Frente a las conexiones entre racks de más de 100 Gbps de un centro de datos terrestre, la brecha de ancho de banda es muy grande
Conclusión
- Los centros de datos espaciales tienen un nivel de dificultad de implementación muy alto en todos los aspectos, incluyendo energía, refrigeración, radiación y comunicaciones
- En comparación con tierra, los costos son excesivos y el rendimiento bajo, y la confiabilidad también disminuye durante la operación prolongada
- Aunque sea posible técnicamente, se evalúa como una idea con una total falta de viabilidad económica y eficiencia
- En resumen, es una idea catastrófica que ignora la realidad de que “el espacio es difícil (space is hard)”
1 comentarios
Opiniones en Hacker News
No es buena idea creer sin más cuando los expertos dicen que “es imposible”
La ciencia y la tecnología avanzan funeral por funeral
Lo importante es bajar el costo de acceso al espacio entre 10 y 100 veces con cohetes reutilizables
La ISS fue ineficiente porque se diseñó cuando el acceso al espacio era muy caro
Ahora se puede aprovechar la tecnología térmica de los dispositivos móviles o el enfriamiento radiativo
Si los costos bajan, personas con mejor intuición práctica que títulos académicos podrán participar en proyectos espaciales
En el espacio son posibles experimentos creativos que en la Tierra no lo son; por ejemplo, generar convección dentro de un dispositivo giratorio
La ciencia casi nunca avanza gracias a unos pocos genios que lo cambian todo
Detrás de excepciones como Heisenberg o Einstein, miles de inventores de movimiento perpetuo desaparecieron tras fracasar
El progreso científico real es un proceso lento, colectivo y gradual
A veces sí es correcto decir “es imposible”
Por mucha voluntad que haya, no se pueden ignorar las leyes de la física
El espacio sigue siendo un lugar donde los bienes raíces son casi gratis
Al menos hasta que el capital saudí o los fondos de private equity lo conviertan en un recurso escaso
Es una broma, pero en el espacio todos podrían ir en cohete al drive-thru del McDonald's espacial
Si no tienes ideas para resolver los problemas planteados, no deberías empezar
Como no hay aire, no existe un medio que distribuya el calor
Al final la temperatura interna podría seguir subiendo y convertirse en un horno del sistema solar
Sinceramente, no creo que ninguna empresa seria tenga la intención real de construir un centro de datos espacial
El objetivo real es crear una narrativa que desvíe la atención de los problemas de los centros de datos terrestres simplemente “diciendo que lo harán”
La mayoría de la gente no sabe lo difícil que es la transferencia de calor en el vacío
Pero como el precio de la solar sigue bajando, el verdadero cuello de botella es el suministro eléctrico durante la noche o en días nublados
En realidad no tienen nada de nuevo, pero sirven para mantener una imagen “orientada al futuro”
Al final es marketing construido sobre promesas del futuro
Como crece la oposición a los centros de datos, se tranquiliza a los inversionistas con una visión de ciencia ficción tipo “los moveremos al espacio”
No es que sean tontos; es que el objetivo es “ganar dinero lo más rápido posible”
solo con decir que lo harás ya puedes ganar dinero
Yo también soy escéptico, pero creo que comparar la ISS con una constelación de satélites pequeños no es adecuado cuando se habla del problema de enfriamiento
El sistema de enfriamiento de 16 kW de la ISS es para una estructura grande, mientras que Suncatcher es un satélite pequeño de alrededor de 2 kW
Si fuera un clúster de satélites pequeños conectados por enlaces ópticos, el enfriamiento pasivo podría ser suficiente
Aun así, creo que el impacto climático de los lanzamientos y la corta vida útil de 5 años son problemas mayores
2 kW está muy lejos del límite de los satélites modernos
Si lees el libro 『A City on Mars』,
dicen que un asentamiento autosuficiente en la Luna o en Marte es casi imposible
Como muestran los casos de las bases antárticas o Biosphere II, es difícil mantenerlo sin suministros
La conclusión es que la peor tierra de la Tierra sigue siendo mejor que la mejor propiedad inmobiliaria de Marte
Por cierto, también es interesante el documental sobre el asentamiento más aislado del mundo que apareció en HN
Enlace relacionado
También hay que leer respuestas como 『The Case for Mars』 para tener una visión equilibrada
Le faltó un enfoque orientado a resolver problemas
En cambio, recomiendo leer junto con él la refutación de NSS
Es cierto que los centros de datos terrestres son más baratos, pero el artículo pasa por alto varias cosas
La ISS es tecnología de hace 30 años, y hoy la eficiencia solar es mucho mayor
Gracias a Starship y New Glenn, los costos de lanzamiento también están cayendo con fuerza
Starlink ya está ofreciendo internet de baja latencia a millones de personas
La transmisión de energía solar espacial ya no es pura ciencia ficción
Si la tecnología sigue avanzando, lo que hoy parece irreal puede llegar a ser posible
Aunque mejore la eficiencia solar, eso no resuelve el problema del enfriamiento
Además, la velocidad de Starlink sigue siendo más lenta y con mayor latencia que la fibra óptica terrestre
Y la energía solar espacial lleva décadas discutiéndose sin viabilidad económica
Incluso un solo rack de GPU necesita decenas de kW y pesa toneladas
Si al final te vas a órbita geoestacionaria, la energía se estabiliza pero la latencia aumenta
Hablar de curvas de aprendizaje no implica progreso real
Pero afirmaciones sin números ni evidencia no significan nada
Me gustaría saber si realmente está en posición de compararse con gente que sí ha construido hardware espacial
Los paneles solares pueden diseñarse mucho más ligeros en el espacio
Porque no tienen que soportar cargas como viento, gravedad o granizo
La disipación térmica puede resolverse con circulación de refrigerante, y al emitir a temperaturas altas el área de radiación necesaria disminuye mucho
El blindaje contra radiación también gana eficiencia a mayor escala
Al final es un problema de escala, y si se hace lo bastante grande debería poder resolverse
La idea del centro de datos espacial parece, en la práctica, un intento de evitar el control estatal
Los Estados controlan la tierra, la energía y la infraestructura de internet
Por lo tanto, si se pone infraestructura independiente en el espacio, se pueden operar activos fuera de la influencia del Estado
Cuando se volvieron posibles la minería de asteroides y la vida en el espacio, el poder de los Estados se debilitó
y las corporaciones surgieron como nuevo poder
Al final, la Tierra fue destruida por guerras y por la masa gris (una catástrofe de nanobots)
y la humanidad sobrevivió subiendo su conciencia a cuerpos robóticos
Todas las empresas de lanzamientos dependen de permisos y financiamiento del gobierno
La infraestructura espacial es extremadamente vulnerable a ataques estatales
Si un Estado se lo propone, puede destruirla con facilidad
Pero si se trata de equipos no tripulados, no hay nadie responsable cuando los atacan
El espacio no es un lejano oeste sin ley
Desde mi experiencia trabajando con sistemas de aviónica en NASA,
creo que este texto resume bien por qué un centro de datos espacial no es viable
Tanto los SEU (single-event upset) como el problema térmico son centrales
La ISS también sufre SEU en LEO (órbita baja), y son más frecuentes en la Anomalía del Atlántico Sur
la primera pregunta que me surgió fue: “¿y cómo lo enfrían? ”
La corrección a gran escala de Airbus también estuvo relacionada con problemas de SEU
Se usa lógica triplicada o duplicada para detectar errores, pero si eso se aplica a GPU, se pierde paralelismo
y al final resulta ineficiente
Si se ignora la inversión inicial, quizá se podría reducir el costo de enfriamiento
Probablemente ese sea el “punto de venta” de esta idea
Las principales fuentes de energía en el espacio son solo la solar y la nuclear
Siendo así, es difícil esperar apoyo del gobierno de EE. UU. o de capital saudí
Más bien parece algo que podrían empaquetar como inversión privada o fondo tipo cripto
Al final se terminaría creando otra narrativa tipo “WeWork espacial + SBF + Musk”
Hoy hay más de 8,000 satélites Starlink en órbita
Cada uno tiene 30 m² de paneles solares, para un total de 240,000 m²
Eso es unas 10 veces la ISS, y la próxima generación planea llevar paneles de 250 m²
La tecnología de blindaje contra radiación y disipación térmica ya está probada
Al final, el único problema que queda es el costo, y el precio de los lanzamientos espaciales sigue bajando
Y el mantenimiento también tendría un costo astronómico
no hay ninguna viabilidad económica
Los problemas señalados en el artículo siguen sin resolverse de forma fundamental