[비즈한국] 隨著6月12日（當地時間）首次公開募股（IPO）臨近，SpaceX近期公開了太空AI資料中心驗證衛星“AI1”的設計與規格，提出了“太空計算”這一全新商業領域。隨著人工智慧（AI）產業的迅猛發展，地面資料中心的電力需求已趨於極限，在此背景下，SpaceX試圖利用軌道上的太空空間作為替代方案。然而，專家分析指出，要實現實際運營，必須解決散熱、宇宙射線、通訊延遲以及巨大的建設成本等多重技術和經濟難題。
SpaceX執行長（CEO）伊隆·馬斯克近期透過社交媒體X（原推特）釋出了一段約31分鐘的對談影片，影片是在位於得克薩斯州巴斯特羅普（Bastrop）的星鏈（Starlink）終端工廠拍攝的。在與SpaceX工程師伊恩·達爾（Ian Dahl）共同錄製的影片中，馬斯克CEO向公眾介紹了軌道AI資料中心的構想及其首枚驗證衛星“AI1”。
這被解讀為SpaceX試圖將商業模式從單純的太空運載工具企業及通訊服務提供商，擴充套件為負責資料運算和處理的AI基礎設施企業。
構想太空資料中心的原因
SpaceX提出太空資料中心構想的主要背景是地面電網所面臨的物理侷限。近期，為處理超大規模語言模型（LLM）的學習和複雜推論運算，所需的電力密度急劇上升。據國際能源署（IEA）釋出的《世界能源展望特別報告：能源與AI》等主要機構的資料顯示，地面能源供給網的擴容速度無法跟上資料中心的需求增長，未來極有可能出現電力瓶頸現象。
為了繞過這些地面基礎設施的制約，近地軌道空間成為了替代方案。外太空由於沒有云層或大氣散射導致的太陽能損耗，相比地面可24小時不間斷地以高出約36%的效率獲取純淨的太陽輻射能。此外，地面資料中心為冷卻伺服器需要消耗數千萬升冷卻水，引發了水資源枯竭的擔憂，而太空空間則能減輕這些環境負擔，這也是該構想的重要理由之一。
此次公開的驗證衛星“AI1”與普通通訊衛星不同，它呈巨大的飛行伺服器機架形態。該衛星部署在高度為600~800km的近地軌道（LEO）上，部署展開後翼展可達約70米，高度約20米。
在計算效能方面，單臺AI1衛星設計為可承受平均120千瓦（kW）、最大150千瓦的電力負荷。這與目前地面建設的高階AI資料中心內安裝的英偉達（NVIDIA）最新伺服器機架（GB300）單臺所消耗的電力及運算能力水平相當。衛星結構的大部分空間被用於生產這些鉅額電力的超大型太陽能電池板，以及控制發熱的液冷散熱器系統所佔據。
實現太空資料中心面臨的難關
然而，太空資料中心要實現商用，必須跨越複雜的各種技術壁壘。最核心的挑戰是防止高效能半導體晶片過熱的散熱技術。雖然外太空本身溫度極低，但由於處於沒有空氣或水等介質傳遞熱量的真空狀態，無法透過對流或傳導進行自然散熱。因此，所有熱量必須以電磁波形式的熱輻射方式釋放到太空中。SpaceX計劃透過旋轉70米長的展開式散熱器，使其避開陽光直射，從而最大化散熱效能。
資料傳輸速度和延遲（Latency）問題也是商用化必須解決的主要難題之一。僅憑單臺衛星的運算能力無法滿足最新超大AI模型的學習需求，因此SpaceX計劃透過通訊網路連線分散的多顆衛星，將其作為一臺巨大的虛擬資料中心來運營。
為此，SpaceX計劃利用現有的星鏈衛星網路，應用高速鐳射鏈路技術，實現衛星間每秒1太位元（Tbps）的資料傳輸頻寬和約3毫秒（ms）的短延遲。然而，對於能否在物理分佈廣泛、持續移動的衛星之間實現媲美地面光纜的完美且穩定的資料同步，業內普遍持謹慎態度。
不同於地面的獨特太空軌道環境因素也影響著運營穩定性。首先是宇宙射線。不受地球大氣層保護的近地軌道空間持續暴露在太陽風和高能宇宙射線中。如果敏感的超微細製程AI半導體暴露在這種輻射下，可能會出現臨時運算錯誤（軟體錯誤）或導致零部件物理壽命縮短的風險。
此外，隨著軌道擁擠度上升，碰撞風險也隨之而來。根據SpaceX的長期構想，未來為擴充套件太空資料中心基礎設施，需要發射多達100萬顆規模的衛星群。考慮到目前在地球近地軌道上運營的所有人造衛星總數僅為1.5萬顆左右，這屬於前所未有的規模。專家警告稱，如果衛星密度激增，一次碰撞可能引發連鎖性的碎片撞擊，導致整個軌道被太空垃圾癱瘓，即發生所謂的“凱斯勒現象（Kessler Syndrome）”的機率將大幅提升。
從基礎設施維護角度來看，太空資料中心存在一個本質侷限，即發生故障時無法進行及時的物理維修。在地面資料中心，如果伺服器零部件或冷卻裝置出現故障，可以派遣工程師現場快速更換部件。
但在太空中，微小的電路損壞可能導致整顆衛星停運。為了防止這種情況，必須為核心部件設計雙重、三重冗餘（Redundancy）電路。然而，這種安全設計必然會增加衛星的總重量和體積，這直接導致了發射成本上升這一經濟負擔。
那麼，真的有經濟性嗎？
上述所有技術挑戰最終都歸結為經濟性，即商業可行性問題。根據產業調研公司“MoffettNathanson”的報告，估算SpaceX構想的100萬臺規模的太空資料中心基礎設施建設及維護費用約為5萬億美元（約合7657萬億韓元）。
為了收回如此巨大的初期投資，並確保相比地面資料中心的商業競爭力，必須實現人造衛星發射單價的革命性降低。業內分析認為，只有將目前每公斤（kg）數千美元水平的發射成本降低至200美元左右，才具備討論經濟性的基礎。SpaceX在IPO相關檔案中明確指出，目前運營的獵鷹9號（Falcon 9）或獵鷹重型（Falcon Heavy）火箭無法部署V3衛星及太空資料中心。太空資料中心的運營必須以SpaceX下一代超大型可回收火箭的全面且穩定的商用化為前提。
SpaceX展現的太空資料中心願景，是試圖在太空這一全新空間解決地面基礎設施電力供應這一根本性侷限的值得關注的嘗試。然而，存在著必須控制散熱的物理限制、大規模軌道運營帶來的風險，以及應對天文數字般成本的收益性保障等現實壁壘。該計劃能否成為改變實際產業正規化的新型基礎設施，將取決於未來的持續技術驗證及發射成本下降趨勢。