Google planea computación espacial con satélites solares

La energía solar tiene un potencial impresionante, ya que el sol produce más energía que la generación eléctrica total de la humanidad, superando los 100 billones de veces. En el espacio, los paneles solares pueden ser hasta ocho veces más productivos que los que se encuentran en la Tierra, generando energía de manera casi continua sin necesidad de almacenar grandes baterías. Estos datos llevaron a un equipo de investigadores de Google a plantear la pregunta: ¿y si el mejor lugar para escalar la inteligencia artificial no está en la Tierra, sino en el espacio?

El proyecto denominado Suncatcher, la última misión espacial de Google, imagina constelaciones de satélites alimentados por energía solar, equipados con procesadores y conectados mediante enlaces ópticos láser. Este concepto aborda uno de los desafíos más apremiantes de la inteligencia artificial: las enormes demandas energéticas de los sistemas de aprendizaje automático a gran escala, aprovechando directamente la fuente de energía más poderosa del sistema solar. Un nuevo documento de investigación publicado por Google describe sus avances para enfrentar los desafíos técnicos.

El sistema propuesto operaría en una órbita baja sincrónica con el sol, donde los satélites permanecen casi constantemente expuestos a la luz solar. Esta elección orbital maximiza la recolección de energía solar mientras minimiza los requerimientos de batería. Sin embargo, hacer viable la infraestructura de inteligencia artificial en el espacio requiere resolver varios desafíos de ingeniería significativos.

El primero implica alcanzar velocidades de comunicación a escala de centros de datos entre satélites. Las grandes cargas de trabajo de aprendizaje automático requieren distribuir tareas entre numerosos procesadores con conexiones de alta capacidad y baja latencia. Lograr un rendimiento comparable al de los centros de datos en la Tierra requiere enlaces que soporten decenas de terabits por segundo entre satélites.

El análisis de Google sugiere que esto debería ser alcanzable utilizando tecnología de multiplexión por división de longitud de onda densa y multiplexión espacial, pero solo si los satélites vuelan en formaciones extremadamente ajustadas, separados por kilómetros o menos. El equipo de investigación ya validó este enfoque con una demostración a escala de banco que logró con éxito una transmisión total de 1.6 terabits por segundo.

Volando satélites en formaciones tan ajustadas presenta su propio desafío. A su altitud planificada de alrededor de 650 kilómetros, los satélites posicionados a menos de un kilómetro de distancia requerirían una gestión orbital cuidadosa. Google desarrolló simulaciones físicas sofisticadas para analizar cómo el campo no gravitacional de la Tierra y la resistencia atmosférica afectarían a estas constelaciones tan agrupadas. Sus modelos indican que solo se necesitarían maniobras de mantenimiento modestas para mantener formaciones estables.

Quizás sorprendentemente, los procesadores TPU de Google parecen ser notablemente resistentes a las condiciones del espacio. Las pruebas de su Trillium v6e Cloud TPU mostraron que los chips podrían soportar dosis acumulativas de radiación casi tres veces más altas de lo esperado durante una misión de cinco años antes de mostrar irregularidades. Los sistemas de memoria de alta capacidad resultaron ser los más sensibles, pero solo comenzaron a experimentar problemas después de dosis de 2 kilorads, muy por encima de los 750 rads anticipados para una misión blindada de cinco años.

La viabilidad económica de este proyecto depende en gran medida de la continua disminución de los costos de lanzamiento. El análisis de Google sugiere que, con mejoras adicionales en la tecnología de lanzamiento, los costos podrían caer por debajo de los 200 dólares por kilogramo para mediados de la década de 2030. A ese precio, lanzar y operar un centro de datos en el espacio podría volverse aproximadamente comparable a los costos energéticos de una instalación equivalente en la Tierra.

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