Быстрое распространение искусственного интеллекта и облачных сервисов создало огромный спрос на вычислительные мощности. Этот всплеск привел к перегрузке инфраструктуры передачи данных, для работы которой требуется много электроэнергии. Один центр обработки данных среднего размера здесь, на Земле, может потреблять достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить энергией около 16 500 домов, а даже более крупные объекты потребляют столько же, сколько небольшой город.
В последние годы технологические лидеры все чаще выступают за космическую инфраструктуру искусственного интеллекта как способ удовлетворения потребностей центров обработки данных в электропитании.
В космосе солнечного света (который солнечные панели могут преобразовывать в электричество) много и он надежен. 4 ноября 2025 года Google представил Project Suncatcher — смелое предложение по запуску группировки из 81 спутника на низкую околоземную орбиту. Компания планирует использовать созвездие для сбора солнечного света для питания следующего поколения центров обработки данных искусственного интеллекта в космосе. Таким образом, вместо передачи энергии на Землю созвездие будет передавать данные на Землю.
Например, если вы спросите чат-бота, как испечь хлеб на закваске, вместо того, чтобы включать центр обработки данных в Вирджинии для подготовки ответа, ваш запрос будет передан в созвездие в космосе, обработан чипами, работающими исключительно от солнечной энергии, и рецепт будет отправлен обратно на ваше устройство. Это означало бы оставить после себя значительное количество тепла, выделяемого в холодном космическом вакууме.
Как технологический предприниматель, я приветствую амбициозный план Google. Но как ученый-ракетчик я предсказываю, что компании вскоре придется столкнуться с растущей проблемой: космическим мусором.
Математика катастрофы
Космический мусор – скопление устаревших искусственных объектов на орбите Земли – уже влияет на космические агентства, компании и астронавтов. Этот мусор включает в себя крупные куски, такие как отработавшие ступени ракет и мертвые спутники, а также небольшие пятна краски и другие фрагменты снятых с производства спутников.
Космический мусор движется с гиперзвуковой скоростью примерно 17 500 миль в час (28 000 км/ч) по низкой околоземной орбите. На такой скорости удар об обломке размером с чернику был бы подобен удару падающей наковальней.
Поломки спутников и противоспутниковые испытания привели к появлению тревожного количества мусора, и этот кризис теперь усугубляется быстрым расширением коммерческих группировок, таких как Starlink компании SpaceX. Сеть Starlink насчитывает более 7500 спутников, обеспечивающих высокоскоростной глобальный Интернет.
Космические силы США активно отслеживают более 40 000 объектов размером больше бейсбольного мяча, используя наземные радары и оптические телескопы. Однако эта цифра представляет собой менее 1% смертоносных объектов на орбите. Большинство из них слишком малы, чтобы эти телескопы могли их надежно идентифицировать и отслеживать.
В ноябре 2025 года трое китайских астронавтов на борту космической станции «Тяньгун» были вынуждены отложить возвращение на Землю из-за того, что в их капсулу попал кусок космического мусора. В 2018 году аналогичный инцидент на Международной космической станции поставил под угрозу отношения между Соединенными Штатами и Россией, поскольку российские СМИ предположили, что астронавт НАСА мог намеренно саботировать станцию.
Орбитальная оболочка, на которую нацелен проект Google — солнечно-синхронная орбита на высоте около 650 километров (400 миль) над Землей — является идеальным местом для бесперебойной солнечной энергии. На этой орбите солнечные панели космического корабля всегда будут подвергаться воздействию прямых солнечных лучей, где они смогут генерировать электроэнергию для питания бортовой полезной нагрузки искусственного интеллекта. Но по этой причине солнечно-синхронная орбита также является наиболее перегруженной магистралью на низкой околоземной орбите, и объекты на этой орбите с наибольшей вероятностью столкнутся с другими спутниками или мусором.
По мере появления новых объектов и распада существующих, низкая околоземная орбита может приблизиться к синдрому Кесслера. Согласно этой теории, как только количество объектов на низкой околоземной орбите превышает критический порог, столкновения между объектами порождают каскад новых обломков. Со временем этот каскад столкновений может сделать некоторые орбиты совершенно непригодными для использования.
Последствия для проекта «Ловец Солнца»
Проект Suncatcher предполагает группу спутников с большими солнечными батареями. Они будут летать в радиусе всего одного километра, при этом каждый узел будет находиться на расстоянии менее 200 метров друг от друга. Чтобы представить это в перспективе, представьте себе гоночную трассу размером примерно с международную гоночную трассу Дейтона, где 81 автомобиль мчится со скоростью 17 500 миль в час, разделенные расстоянием, необходимым для безопасной остановки на шоссе.
Это сверхплотное образование необходимо спутникам для передачи данных друг другу. Созвездие разделяет сложные рабочие нагрузки ИИ на 81 блок, позволяя им «думать» и обрабатывать данные одновременно как единый массивный распределенный мозг. Google сотрудничает с космической компанией для запуска двух прототипов спутников в начале 2027 года для проверки оборудования.
Но в космическом вакууме групповой полет — это постоянная битва с физикой. Хотя атмосфера на низкой околоземной орбите невероятно тонкая, она не пуста. Немногочисленные частицы воздуха создают орбитальное сопротивление спутников: эта сила толкает космический корабль, замедляя его и заставляя снижаться по высоте. У спутников с большой поверхностью больше проблем с сопротивлением, поскольку они могут действовать как парус, ловящий ветер.
Вдобавок к этой сложности, потоки частиц и магнитные поля Солнца (известные как космическая погода) могут привести к непредсказуемым колебаниям плотности частиц воздуха на низкой околоземной орбите. Эти колебания напрямую влияют на сопротивление орбиты.
Когда спутники находятся на расстоянии менее 200 метров друг от друга, погрешность исчезает. Одиночный удар может не только уничтожить спутник, но и отправить его взорваться в сторону соседей, вызвав каскад, который может уничтожить все скопление и случайно разбросать миллионы новых обломков на орбиту, которая уже является минным полем.
Важность активного избегания
Чтобы избежать аварий и каскадов, спутниковые компании могли бы принять стандарт «не оставлять следов», что означает разработку спутников, которые не фрагментируются, не выбрасывают мусор и не подвергают опасности своих соседей и которые можно безопасно удалить с орбиты. Для такого плотного и сложного созвездия, как «Ловец Солнца», соответствие этому стандарту может потребовать оснащения спутников «рефлексами», которые автономно обнаруживают и перемещаются сквозь поле обломков. Текущая конструкция Suncatcher не включает в себя эти возможности активного уклонения.
Только за первые шесть месяцев 2025 года группировка Starlink компании SpaceX выполнила ошеломляющие 144 404 маневра по предотвращению столкновений, чтобы избежать обломков и других космических кораблей. Точно так же «Ловец Солнца», вероятно, будет сталкиваться с обломками размером больше песчинки каждые пять секунд.
Существующая инфраструктура отслеживания объектов обычно ограничивается обломками размером больше бейсбольного мяча, в результате чего миллионы более мелких фрагментов мусора практически невидимы для спутниковых операторов. Будущим группировкам понадобится бортовая система обнаружения, которая сможет активно обнаруживать эти меньшие угрозы и автономно маневрировать спутником в режиме реального времени.
Оснащение Suncatcher возможностями активного предотвращения столкновений было бы инженерным подвигом. Из-за узкого пространства созвездию придется реагировать как единое целое. Спутникам придется перемещаться синхронно, подобно синхронизированной стае птиц. Каждый спутник должен был бы реагировать на малейшие изменения в состоянии своего соседа.
Оплата аренды за орбиту
Однако технологические решения могут зайти так далеко. В сентябре 2022 года Федеральная комиссия по связи разработала правило, обязывающее операторов спутников убрать свои космические аппараты с орбиты в течение пяти лет после завершения миссии. Обычно это включает в себя управляемый маневр схода с орбиты. Теперь операторы должны зарезервировать достаточно топлива для запуска двигателей в конце миссии, чтобы уменьшить высоту спутника, пока атмосферное сопротивление не возьмет верх и космический корабль не сгорит в атмосфере.
Однако это правило не касается мусора, уже находящегося в космосе, а также будущего мусора в результате аварий или несчастных случаев. Чтобы решить эти проблемы, некоторые политики предложили ввести налог на удаление космического мусора.
Налог на использование или плата за использование орбиты будет взимать с операторов спутников налог, основанный на орбитальной нагрузке, создаваемой их созвездием, подобно тому, как более крупные и тяжелые транспортные средства платят более высокую плату за пользование дорогами общего пользования. Эти средства будут финансировать активные миссии по удалению мусора, которые улавливают и удаляют наиболее опасный мусор.
Предотвращение столкновений — это временное техническое решение, а не долгосрочное решение проблемы космического мусора. Поскольку некоторые компании рассматривают космос как новый дом для центров обработки данных, а другие продолжают отправлять на орбиту группировки спутников, новая политика и программы активного удаления мусора могут помочь сохранить низкую околоземную орбиту открытой для бизнеса.
Моджтаба Ахаван-Тафти, младший научный сотрудник Мичиганского университета
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
