Data center nello spazio: la scommessa di Google dipende dai razzi di SpaceX

Data center nello spazio: cosa manda in orbita Google #

Il satellite è costruito da Planet, un'azienda di San Francisco che vende immagini della Terra riprese dallo spazio, e porta quattro chip per l'intelligenza artificiale progettati da Google, chiamati TPU (Tensor Processing Unit).

Non è ancora un data center ma un prototipo: Google vuole raccogliere dati su come le TPU reggano il lancio, le radiazioni e le temperature dello spazio. Secondo il New York Times, citato dal sito di notizie spaziali Space.com, i chip dovrebbero restare in funzione per un anno.

Il satellite in partenza è il primo passo di un programma più lungo. Nel novembre 2025, quando aveva presentato il progetto, Google prevedeva di lanciare due prototipi entro l'inizio del 2027, e la data non è cambiata: secondo il New York Times li costruirà ancora Planet. Serviranno a provare il collegamento laser, cioè lo scambio di dati fra satelliti con un raggio di luce invece che via radio.

Energia solare in orbita: perché Google cerca i data center nello spazio #

Il motivo è l'energia. In certe orbite un pannello solare raccoglie fino a otto volte l'energia che avrebbe sulla Terra alle medie latitudini, come quelle dell'Italia, e quasi senza interruzioni. Lo studio indica come probabile l'orbita eliosincrona alba-tramonto: il satellite segue la linea che separa il giorno dalla notte, e il sole non tramonta quasi mai.

Intanto la domanda di energia dell'AI cresce più dei risparmi. In un anno l'energia consumata da una richiesta a Gemini, l'assistente AI di Google, è diventata 33 volte più bassa, ma l'uso dei prodotti basati sull'AI è aumentato ancora più in fretta. È il paradosso di Jevons raccontato nell'articolo su Jev, il modello della startup TypeSafe AI: quando l'uso di una risorsa diventa più efficiente, il consumo totale aumenta invece di diminuire.

L'idea di sfruttare il sole in orbita non è nuova. Da decenni esistono progetti per raccoglierne l'energia nello spazio e trasmetterla a terra, e farla arrivare è sempre stato il problema più grande. Suncatcher rovescia l'idea: porta i calcoli dove l'energia c'è già, e manda a terra solo i risultati. Google aggiunge che un data center in orbita ridurrebbe anche l'uso di terreno e di acqua sulla Terra.

Chip AI e radiazioni: cosa dicono le prove a terra di Google #

La prima domanda era se un chip progettato per un data center sopravvivesse alle radiazioni. Per scoprirlo, all'Università della California a Davis, Google ha esposto una TPU chiamata Trillium a un fascio di protoni mentre eseguiva un modello AI. In cinque anni di missione un chip ben schermato riceverebbe una dose stimata di 750 rad, l'unità di misura della radiazione assorbita.

Il margine si è rivelato molto ampio. La memoria ha mostrato le prime irregolarità a circa 2.000 rad, quasi il triplo, e nessun componente si è guastato in modo permanente fino a 15.000 rad, la dose più alta provata su un chip, venti volte quella prevista.

Le radiazioni però causano anche errori silenziosi, che passano inosservati: bit, le unità minime dell'informazione, che cambiano da 0 a 1 o viceversa senza lasciare traccia. Dal tasso misurato Google stima che in orbita succederebbe circa una volta ogni tre milioni di operazioni del modello, cioè più o meno una volta al mese per un chip che ne esegue una al secondo. Secondo lo studio è una frequenza che un modello probabilmente può tollerare quando risponde alle domande degli utenti; per l'addestramento, cioè per costruire un modello facendogli elaborare enormi quantità di dati, servono altre verifiche.

Calore e collegamenti: i problemi che le prove a terra non risolvono #

Superate le radiazioni, restano due ostacoli che sulla Terra non esistono. Il primo è il calore: nel vuoto non c'è aria che lo porti via, e i chip possono cederlo solo attraverso radiatori, pannelli che lo irradiano nello spazio. È un modo poco efficiente di raffreddare un computer, e Google ha provato i suoi radiatori in una camera che riproduce il vuoto e le temperature dell'orbita.

Il secondo è il collegamento fra i satelliti. Per lavorare insieme come in un data center, due satelliti devono scambiarsi circa 10 terabit al secondo, cioè diecimila miliardi di bit, cento volte più dei collegamenti laser più veloci oggi disponibili. Google pensa di riuscirci facendoli volare vicinissimi: nell'esempio dello studio, 81 satelliti in un raggio di un chilometro, a 100-200 metri l'uno dall'altro. A distanza così breve bastano componenti già in commercio, e su un banco di prova Google ha trasmesso 800 gigabit al secondo in ogni direzione con una sola coppia di terminali.

Costo del lancio: quanto deve scendere perché l'orbita convenga #

La parte centrale dello studio è il calcolo dei costi, ed è quella che decide se il progetto abbia senso. Google confronta il prezzo del lancio di un kilowatt di pannelli solari con la bolletta elettrica di un data center americano. Come riferimento prende un satellite di Starlink, la rete internet satellitare di SpaceX, e divide il costo del lancio sui suoi cinque anni di vita. Ai prezzi di oggi, circa 3.600 dollari al chilo, il solo lancio costa 14.700 dollari l'anno per kilowatt, mentre un data center negli Stati Uniti paga l'energia fra 570 e 3.000 dollari.

Il costo scende in proporzione al prezzo del lancio. Rifacendo il conto con i numeri dello studio, sotto i 700 dollari al chilo circa, cinque volte meno di oggi, il lancio rientra nella fascia dei data center più cari. L'obiettivo dello studio è 200 dollari, 18 volte meno: a quel prezzo un kilowatt in orbita costa 810 dollari l'anno, e i due costi diventano paragonabili. Gli autori avvertono però che non è un'analisi economica completa, perché non conta i chip né gli edifici.

Per prevedere quando il prezzo potrebbe scendere a 200 dollari, Google guarda alla storia di SpaceX. Dal Falcon 1, il primo razzo dell'azienda, al Falcon Heavy, il più potente della famiglia, il prezzo al chilo è sceso di circa il 20% a ogni raddoppio della massa lanciata.

Se il prezzo continuasse a scendere a quel ritmo, lo studio stima che il prezzo scenderebbe sotto i 200 dollari verso il 2035, a patto di portare in orbita altre 370.000 tonnellate circa. Sono circa 1.800 lanci, 180 l'anno, di Starship, il grande razzo che SpaceX sviluppa da anni ed è riutilizzabile, cioè progettato per tornare a terra e ripartire. Con i Falcon, scrivono gli autori, il traguardo è improbabile, perché non possono lanciare abbastanza spesso da portare in orbita quella massa.

SpaceX, fornitore e concorrente di Google nei data center in orbita #

La scommessa di Google si gioca quindi sul razzo di SpaceX. Domani, 28 settembre, Starship tenterà per la prima volta di andare in orbita, dopo tredici voli di prova che non ci sono arrivati.

SpaceX però non vende solo i lanci. Secondo Space.com prepara una propria rete di un milione di satelliti per l'AI, chiamata Starmind, e vuole cominciare a costruirla già dal prossimo anno. Lo studio di Google definisce SpaceX «di gran lunga» il primo fornitore di lanci: l'azienda che decide il prezzo da cui dipendono i calcoli di Google sembra puntare allo stesso mercato di Google.

Le due aziende si ritrovano anche fra i fornitori del governo americano: dal 29 settembre America.gov, il chatbot per i servizi federali, si affida sia a Gemini di Google sia a Grok, il modello di SpaceX.

Data center nello spazio: i costi e i problemi ancora aperti #

Anche con lanci più economici, il calcolo dello studio resterebbe parziale. Lo studio confronta il lancio con la bolletta elettrica e lascia fuori i chip e la costruzione dei satelliti, quindi non dice quanto costerebbe nel complesso un data center in orbita.

Non è chiaro nemmeno come verrebbe riparato un satellite guasto. Sulla Terra un tecnico sostituisce il chip rotto, mentre in orbita nessuno può farlo: Google scrive che la soluzione più semplice è montare più chip del necessario.

Resta da risolvere, infine, il collegamento con la Terra. Per i primi prototipi basta la radio, ma per la quantità di dati di un data center servirebbero collegamenti laser attraverso l'atmosfera.

Project Suncatcher: le domande ancora aperte #

Suncatcher è un progetto di ricerca, e Google la paragona ai primi anni dell'auto senza conducente e del computer quantistico. L'anno in orbita del satellite dirà se i chip reggano, ma lascia aperte le domande più grandi.

Il costo di una risposta di ChatGPT o Gemini finirà per dipendere dal prezzo dei razzi? Se una parte dei calcoli si spostasse in orbita, il prezzo del lancio entrerebbe nel costo di ogni risposta. Lo studio non calcola quanto.

Chi assegnerà l'orbita alba-tramonto? Quell'orbita ha uno spazio limitato. Lo studio la considera ampia a sufficienza per costellazioni con una potenza complessiva di terawatt, cioè migliaia di miliardi di watt, ma non dice chi deciderà come dividerla.

Cosa succede se Starship tarda? Lo scenario di Google presuppone 180 lanci l'anno per dieci anni, un ritmo che lo studio giudica inferiore agli obiettivi dichiarati da SpaceX. Con il 70% di lanci in meno, secondo lo stesso studio, il prezzo scenderebbe comunque verso i 300 dollari al chilo, e un kilowatt in orbita costerebbe circa 1.200 dollari l'anno: ancora dentro la fascia dei data center a terra, ma solo con Starship.

Fonti #

• Google, il primo test di Project Suncatcher
• Google Research, la presentazione del progetto
• Google, lo studio su costi, radiazioni e collegamenti