Како да се изгради дата-центар во вселената

Изградбата на дата-центри во вселената сѐ уште е релативно нова идеја, но привлекува сѐ поголемо внимание и финансиска поддршка, имајќи предвид дека енергетските и просторните ограничувања го попречуваат ширењето на огромните компјутерски капацитети овде на Земјата. Порано оваа година, во најновата етапа од нивната повеќедецениска вселенска трка, „Спејс екс“ на Илон Маск и „Блу Ориџин“ на Џеф Безос најавија планови за изградба и лансирање на таканаречени орбитални дата-центри.

Овие дата-центри би се состоеле од мрежи со неколку илјади, па дури и милиони вселенски летала што орбитираат околу планетата, а податоците би ги примале и обработувале во самите летала, користејќи континуирана сончева енергија. Иако многу делови од еден вонземски дата-центар би биле слични на типичните сателитски мрежи, тие ќе мора да бидат специјално дизајнирани за обработка на огромни количини податоци што се пренесуваат од Земјата во орбитата. Покрај предизвиците поврзани со производството, исклучителната големина на предложените орбитални дата-центри предизвика загриженост дека орбитата околу Земјата би можела да стане пренатрупана, што би го зголемило ризикот од судири меѓу сателити и би го отежнало набљудувањето на ѕвездите и другите небесни објекти.

„Блумберг бизнисвик“ побара од Лори Гордон, директорка на Секторот за развој на вселенски бизниси во непрофитната организација „Ерспејс“, и од тимот експерти за телекомуникации предводен од Шон Мекдевит, партнер во консултантската компанија „Артут ди литл“ , да ги објаснат клучните компоненти на сателитите во еден орбитален дата-центар и начинот на кој тие би овозможиле компјутерска обработка во вселената.

Сателитска платформа

Сателитската платформа, која се смета за „тело“ на вселенското летало, обединува многу од неговите основни функции: управување со летот, комуникација, како и системи за напојување и термално управување. Овој централен дел од опремата е проектиран да ги издржи суровите услови во вселената, вклучително и високо ниво на радијација и екстремни температури.
 

Соларни панели и складирање на енергијата

Мрежа од соларни панели, позната како соларна низа, се распоредува како крила од сателитската платформа за да собира енергија од Сонцето. Соларните низи ќе бидат исклучително важни за орбиталните дата-центри, бидејќи ќе обезбедуваат огромни количини енергија потребни за обработка на податоците директно во леталото, па затоа претставуваат клучен елемент на дизајнот. Старклауд“, компанија со седиште во Сиетл која исто така планира да изгради орбитален дата-центар, има намера да произведе соларни панели со ширина до четири километри. Сателитите ќе се потпираат и на батерии за складирање енергија во периоди на максимално оптоварување или кога сончевата енергија е блокирана, како на пример за време на затемнување.

Радијатори

Земските дата-центри често користат ладен воздух или вода за ладење на серверските системи, кои при работа создаваат огромни количества топлина. Меѓутоа, во орбитата, каде што нема атмосфера, сателитските радијатори или панели за ладење функционираат така што ја расфрлаат топлината во студениот вакуум на вселената во форма на инфрацрвено зрачење. Радијаторите мора внимателно да бидат насочени кон длабоката вселена за да се избегне апсорпција на топлина од Сонцето или од Земјата. Радијатори што работат во вселената веќе постојат, иако орбиталните дата-центри ќе бараат системи за ладење што можат да поднесат поголеми количества топлина од оние за кои е проектиран радијаторот на типичен комуникациски или набљудувачки сателит.

Комуникациски системи

Орбиталните дата-центри би требало барем делумно да се потпираат на радиобранови, кои повеќето сателити веќе ги користат за прием и испраќање податоци меѓу Земјата и вселената. Сепак, некои експерти сметаат дека, за да се овозможи ефикасна обработка на податоците, компаниите најверојатно ќе мора да користат ласерски комуникации, технологија што е сѐ уште во развој и која може да пренесува огромни количини податоци со значително поголема брзина. Ласерските комуникации, познати како оптички ласерски врски, веќе се користат за пренос на податоци меѓу сателити, но нивниот развој за потребите на комуникацијата помеѓу Земјата и вселената сѐ уште продолжува.

Оптички ласерски врски

Бидејќи вселенските летала постојано се движат во орбита, до моментот на обработка на податоците тие може да се најдат надвор од досегот на земската станица од која го примиле барањето. Во такви случаи, тие можат да ги испратат обработените податоци до следниот сателит преку оптичка врска, брз начин на пренос на податоци со помош на ласерски зраци. Компанијата „Спејс екс“ веќе користи оптички ласерски врски во рамките на својата мрежа сателити „Старлинк“, а според податоците од поднесок до Федералната комисија за комуникации на САД (FCC), планира истата технологија да ја примени и во својот орбитален дата-центар.

Примопредавател

При прием на барање од Земјата преку сателитска антена, примопредавателите ги претвораат радиосигналите во дигитални битови што чиповите во самото летало можат да ги обработуваат. При испраќање на податоците назад кон Земјата, процесот е обратен: примопредавателот ги презема обработените податоци и ги претвора во соодветна фреквенција пред да ги проследи до соодветната антена за нивно емитување.

Компјутерски и мемориски системи

За разлика од другите сателити, единиците на орбиталните дата-центри ќе бидат опремени со ВИ-чипови отпорни на зрачење, кои ќе бидат сместени во сателитската платформа и ќе ги обработуваат податоците. Нивното складирање, пак, ќе се врши во посебна мемориска единица на леталото.

Компанијата „Енвидија“ во март објави дека ќе произведува графички чипови специјално наменети за компјутерски системи во вселената, со што потенцијално би се отстранил еден од главните предизвици во изградбата и управувањето со орбитални дата-центри.

Мрежна опрема

Орбиталните дата-центри ќе бараат мрежен хардвер што ќе служи како своевиден „рбетен столб“ на вселенското летало. Овој хардвер ќе ги поврзува различните компјутерски и мемориски единици, како и системите за складирање податоци, и ќе го насочува протокот на податоци кон примопредавателот и од него, доколку е потребно тие да бидат испратени до други сателити или назад на Земјата.

Земски станици

Земските станици функционираат како посредник меѓу корисниците и сателитите. Во контекст на орбитален дата-центар, корисничкото барање најпрво ќе биде насочено до земска станица, најчесто преку копнена оптичка мрежа. Потоа, земската станица ќе го пренесе барањето до сателитот со помош на голема антена или оптички ласерски терминал, по што сателитот ќе ги обработи податоците и ќе ги испрати резултатите назад кон Земјата.