Khi SpaceX tiến gần hơn tới giấc mơ xây dựng một nền kinh tế ngoài Trái Đất, một ý tưởng từng được xem là khoa học viễn tưởng đang thu hút sự chú ý của giới đầu tư: đưa các trung tâm dữ liệu lên quỹ đạo.
Trong bối cảnh trí tuệ nhân tạo (AI) làm nhu cầu tính toán tăng bùng nổ, nhiều công ty tin rằng không gian có thể trở thành nơi đặt thế hệ trung tâm dữ liệu tiếp theo. Trên quỹ đạo, nguồn năng lượng Mặt Trời gần như vô tận, không bị giới hạn bởi quỹ đất, nguồn nước hay áp lực lên lưới điện như trên Trái Đất.
Tuy nhiên, câu hỏi quan trọng hơn là liệu những trung tâm dữ liệu đó sẽ phục vụ ai.
Theo các chuyên gia từ Đại học Penn State (Mỹ), nhiều người đang hình dung về một tương lai nơi các trung tâm dữ liệu trong không gian cạnh tranh trực tiếp với các dịch vụ điện toán đám mây hiện nay. Nhưng thực tế có thể hoàn toàn khác.
Những khách hàng đầu tiên nhiều khả năng không phải là người dùng Internet trên Trái Đất mà là các hệ thống đang hoạt động trong không gian: vệ tinh quan sát Trái Đất, mạng lưới liên lạc quỹ đạo, các chương trình quốc phòng, những sứ mệnh thám hiểm không gian hoặc các cơ sở sản xuất ngoài quỹ đạo trong tương lai.
Nói cách khác, các trung tâm dữ liệu đầu tiên trong không gian có thể được xây dựng để phục vụ chính nền kinh tế không gian trước khi đủ khả năng cạnh tranh với các trung tâm dữ liệu truyền thống trên mặt đất.
Từ giấc mơ đến bài toán kỹ thuật
Lý do là khoảng cách giữa việc phóng vệ tinh và vận hành một trung tâm dữ liệu quy mô công nghiệp trong không gian lớn hơn nhiều so với tưởng tượng.
Một trung tâm dữ liệu trên Trái Đất không chỉ là tập hợp máy chủ. Nó còn cần nguồn điện khổng lồ, hệ thống làm mát phức tạp, cơ sở hạ tầng viễn thông, nguồn nước, nhân lực bảo trì và khả năng nâng cấp phần cứng liên tục.
Trong môi trường không gian, gần như mọi yếu tố đó đều trở thành thách thức.
Nguồn điện có thể được cung cấp từ các tấm pin Mặt Trời, nhưng ngay cả những công nghệ quang điện tiên tiến nhất hiện nay cũng chỉ chuyển đổi được khoảng một nửa lượng ánh sáng nhận được thành điện năng.
Việc tản nhiệt còn khó khăn hơn. Nền nhiệt của vũ trụ gần như ở mức âm tuyệt đối 270 độ C, cho phép nhiệt thải từ trung tâm dữ liệu được phát xạ ra môi trường xung quanh thông qua các bộ tản nhiệt. Tuy nhiên, trái với suy nghĩ phổ biến rằng không gian rất lạnh nên làm mát sẽ dễ dàng, môi trường chân không lại khiến nhiệt không thể truyền đi bằng không khí. Thay vào đó, toàn bộ lượng nhiệt thải phải được phát xạ dưới dạng bức xạ hồng ngoại – một quá trình tương đối chậm.
Các nhà nghiên cứu ước tính chỉ riêng việc loại bỏ khoảng 10 megawatt nhiệt thải cũng có thể cần hệ thống tản nhiệt có diện tích tương đương hai sân bóng đá.
Không chỉ phóng lên rồi để đó
Tuy nhiên, không gian cũng đang ngày càng đông đúc. Việc phóng hàng nghìn trung tâm dữ liệu lên quỹ đạo sẽ làm trầm trọng thêm vấn đề này. Rác vũ trụ và vi thiên thạch có thể đâm thủng các hệ thống, còn một vụ va chạm nghiêm trọng có thể phá hủy toàn bộ cơ sở và tạo ra thêm nhiều mảnh vỡ nguy hiểm.
Bản thân các trung tâm dữ liệu cũng không thể được phóng lên quỹ đạo dưới dạng nguyên khối. Chúng sẽ phải được lắp ráp trong không gian, đòi hỏi những công nghệ mới về sản xuất, bảo dưỡng và xây dựng ngoài quỹ đạo.
Một trở ngại khác là vòng đời công nghệ.
Các máy chủ trong trung tâm dữ liệu hiện nay thường được thay thế hoặc nâng cấp sau khoảng 3–5 năm do chip xử lý liên tục cải tiến. Trên Trái Đất, việc thay thế tương đối đơn giản. Nhưng trong không gian, mỗi lần sửa chữa hay nâng cấp đều có thể đòi hỏi một sứ mệnh vận tải riêng.
Điều đó dẫn tới một yêu cầu mới: nếu muốn xây dựng trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo, các công ty không chỉ cần tên lửa.
Họ còn phải phát triển cả một hệ sinh thái hỗ trợ gồm công nghệ lắp ráp ngoài không gian, bảo trì quỹ đạo, thay thế linh kiện và thậm chí sản xuất trong không gian.
Nói cách khác, trung tâm dữ liệu quỹ đạo không phải là một sản phẩm đơn lẻ mà là phần nổi của một chuỗi hạ tầng không gian hoàn toàn mới.
Khởi đầu nhỏ hơn nhiều kỳ vọng
Bất chấp những khó khăn đó, các công ty vẫn tiếp tục thử nghiệm.
SpaceX gần đây đã giới thiệu thiết kế vệ tinh AI1 Compute Satellite, được xem như bước đầu hướng tới trung tâm dữ liệu ngoài không gian. Tuy nhiên, năng lực xử lý của hệ thống này hiện vẫn thấp hơn từ 100 đến 1.000 lần so với các trung tâm dữ liệu hiện đại trên Trái Đất.
Điều đó cho thấy viễn cảnh đưa các dịch vụ AI đại chúng hay điện toán đám mây quy mô lớn lên quỹ đạo vẫn còn khá xa.
Các chuyên gia cho rằng trong nhiều năm tới, những ứng dụng thực tế nhất sẽ là xử lý dữ liệu vệ tinh ngay trên quỹ đạo, phân tích dữ liệu quân sự hoặc tình báo, tính toán cho các sứ mệnh không gian và cung cấp năng lực xử lý cho các hệ thống hoạt động ngoài Trái Đất.
Nếu điều đó xảy ra, trung tâm dữ liệu không gian sẽ không phải là phiên bản thay thế của các trung tâm dữ liệu trên mặt đất hiện nay, mà là một hạ tầng mới phục vụ nền kinh tế ngoài Trái Đất đang dần hình thành.
Và đó có thể mới là cơ hội kinh doanh lớn nhất mà các nhà đầu tư nhìn thấy phía sau những dự án như SpaceX.
Các vệ tinh và rác vũ trụ đã hiện diện dày đặc trên quỹ đạo Trái Đất, và trong tương lai, các trung tâm dữ liệu ngoài không gian có thể trở thành một phần của hệ sinh thái đó. Ảnh: Japan Today
