Zusammenfassung:
Nächsten Donnerstag wird Google einen experimentellen Satelliten in die Umlaufbahn bringen. Der Satellit verfügt über genügend Rechenleistung, um einfache Abfrageanfragen der künstlichen Intelligenz aus dem Weltraum zu beantworten. Letzten Monat führte ein Team von Technikern in Schutzkleidung und Haarnetzen in einem Labor in San Francisco im Auftrag von Google verschiedene Tests an dem von Google in Auftrag gegebenen Kühlschrank-großen Satelliten durch und wiederholte Fehler und Inspektionen.
Sie inspizieren zunächst die Solarpaneele des Satelliten, die im Weltraum eingesetzt und auf die Sonne gerichtet werden. Anschließend wurde der Satellit auf den Prüfstand gestellt und starken Vibrationstests unterzogen, um zu überprüfen, ob die internen Chips während des Abhebevorgangs beschädigt wurden und ob die gesamte Maschine zerfallen würde. Techniker markieren sorgfältig dünne Linien auf jeder Schraube, um festzustellen, ob sich die Schrauben während des Vibrationsprozesses gelöst haben.
Der Satellit hat den Vibrationstest erfolgreich bestanden, alle Schrauben blieben fest und der Chip war intakt. James Manica, Senior Vice President und Forschungsleiter von Google, bezeichnete die Testergebnisse als „sehr gut“, sagte aber, er habe immer noch Fragen zur tatsächlichen Leistung des Satelliten, nachdem er in die Umlaufbahn gebracht wurde.
Diese Arbeit ist Teil des Project Suncatcher, einem ehrgeizigen Projekt von Google. Das Projekt zielt darauf ab, Rechenzentren für künstliche Intelligenz im Weltraum einzusetzen und sie mit Solarenergie zu betreiben. Am 1. Oktober wird dieser im Labor von San Francisco hergestellte und von Google als MVP bezeichnete Satellit der erste Schritt des Technologieriesen sein. Der Satellit wird mit einer SpaceX Falcon 9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in der Nähe von Santa Barbara, Kalifornien, in die Umlaufbahn gebracht.
Noch vor einem Jahr schien diese Idee ein Science-Fiction-Traum zu sein.
Elon Musk, Jeff Bezos, Sam Altman und andere haben ihre Unterstützung für die Idee eines Orbital-Rechenzentrums zum Ausdruck gebracht. Diese Idee steht jedoch vor vielen Herausforderungen, einschließlich der hohen Kosten für die Widerstandsfähigkeit gegen Weltraumstrahlung und den Transport der Ausrüstung aus der Atmosphäre. Da terrestrische Rechenzentren auf öffentlichen Widerstand und physische Einschränkungen stoßen, wächst die Attraktivität des Einsatzes von Rechenanlagen über der Erde.
Es ist zu beachten, dass Google dieses Mal kein komplettes Rechenzentrum startet, sondern lediglich einen vorexperimentellen Prototyp. MVP ist mit vier speziellen Chips, sogenannten Tensor Processing Units (TPUs), ausgestattet, deren Rechenleistung der eines Servers in einem Bodenrechenzentrum entspricht. Satelliten-Solarmodule können den Chip nur mit etwa 1 Kilowatt Leistung versorgen, was in etwa dem Stromverbrauch eines Haartrockners entspricht.
Aber diese Leistung reicht aus, um Google dabei zu helfen, Hardware in der rauen Umgebung des Weltraums zu testen. Der Satellit kann einfache KI-Anfragen verarbeiten und ist auf eine Betriebsdauer von einem Jahr ausgelegt, der Satellit kann jedoch bis zu sechs Jahre lang die Erde umkreisen. Schließlich gelangt es wieder in die Atmosphäre und verglüht unter dem Einfluss der Schwerkraft der Erde.
Manica sagte, dass Googles Erwartungen an diesen Satelliten sehr vorsichtig seien.
„Ehrlich gesagt gehen wir nicht davon aus, in den nächsten Jahren ein System entwickeln zu können, das stabil in die Praxis umgesetzt werden kann.“ Er verglich diese Aufgabe mit Googles frühem Entwicklungsprozess für selbstfahrende Autos: „Vergessen Sie nicht, Google hat dies etwa 15 Jahre lang untersucht, bevor es die Ergebnisse sah. Ich denke, dieses Projekt wird einem ähnlichen Rhythmus folgen.“
Brandon Lucia, Professor für Elektro- und Computertechnik an der Carnegie Mellon University, sagte, dass die Erweiterung von einem einzelnen Satelliten zu einem großen Satellitencluster und der Aufbau eines riesigen verteilten Datenzentrums viel Zeit und viel Geld in Anspruch nehmen werde.
„Sobald Sie in die groß angelegte Bereitstellungsphase eintreten, werden weitere technische Probleme auftreten“, sagte er. „Das ist Neuland.“
Das Suncatcher-Projekt wurde von Bryce Aguera y Alkas vorgeschlagen, einem 51-jährigen Google-Vizepräsidenten und KI-Forscher, der ein Forschungsteam für intelligente Technologien leitet. Vor etwa drei Jahren nahm er an einem Treffen von Unternehmern und KI-Forschern teil. Kernthema des Treffens war der steigende Energieverbrauch von KI-Systemen. Nach der Teilnahme an dem Treffen kam Aguera y Alkas zu dem Schluss, dass das Rechenzentrum in den Weltraum verlegt werden muss, um die Solarenergie voll nutzen zu können.
Er sagte: „Ich habe über diese Idee nachgedacht, seit ich ein Kind war. Die Idee, Sternenergie für Berechnungen zu nutzen, gibt es schon lange in Science-Fiction-Werken.“
Agaila y Alkas berichtete Manica schnell von seiner Idee. Manica war zunächst nicht optimistisch, erklärte sich jedoch bereit, Experimente durchzuführen, um zu überprüfen, ob KI-Chips im Weltraum gekühlt werden können und der Weltraumstrahlung standhalten.
Im Februar 2025 schickte Google den KI-Chip an das Crocker Nuclear Laboratory in Davis, Kalifornien. Ein großer Teilchenbeschleuniger im Labor (ein Zyklotron, dessen Magnete in ähnlichen Geräten im Manhattan-Projekt verwendet wurden) bestrahlte den Chip mit einer Dosis, die der Gesamtstrahlung entsprach, die der Chip erhalten hätte, wenn er fünf Jahre lang dem Weltraum ausgesetzt gewesen wäre.
Weltraumstrahlung kann Bit-Flips verursachen. Diese Art von Fehler verändert den physikalischen Zustand der Schaltung und wandelt 0 im Binärcode in 1 oder 1 in 0 um, was leicht zu schwerwiegenden Systemausfällen führen kann. Doch die Ergebnisse von Googles Zyklotron-Experimenten sind vielversprechend: In den meisten Fällen lassen sich Bit-Flipping-Probleme durch einen Neustart des Chips beheben.
Im Mai 2025 organisierte Manica ein Treffen, an dem Aguera y Alkas teilnahm, dem Google-CEO Sundar Pichai Bericht erstattete und beantragte, das Projekt weiter voranzutreiben. Zu seiner Überraschung war auch Google-Mitbegründer Sergey Brin anwesend.
Brin und Pichai stimmten dem Projekt schnell zu. Agella Yi Alkas zitierte Brins ursprüngliche Worte: „Okay, diese Idee ist machbar, lasst uns den Umsetzungsplan besprechen.“
Nachdem wir die Zustimmung auf hoher Ebene erhalten hatten, wurde der Suncatcher-Plan beschleunigt. Google hat die Höhe der Investitionen in das Projekt nicht bekannt gegeben, geht jedoch davon aus, dass die Kosten für Orbital-Rechenzentren bei sinkenden Satellitenstartkosten Mitte der 2030er-Jahre in etwa den Kosten für Boden-Rechenzentren entsprechen werden.
Google unterzeichnete bald einen Vertrag mit Planet Labs, einem Unternehmen für Satellitenbildgebung, in das es investiert hatte, und beauftragte es mit der Herstellung von Satelliten, die mit KI-Chips ausgestattet waren. James Mason, Chef-Weltraumbeauftragter von Planet Labs, sagte, dass er und Brin die Idee der Weltraum-Rechenleistung viele Jahre lang diskutiert hätten, die Idee jedoch zu diesem Zeitpunkt noch vage sei.
„Zu diesem Zeitpunkt war diese Angelegenheit noch sehr weit weg.“ Mason sagte: „Zu diesem Zeitpunkt gab es noch keine großen Modelle, und die Nachfrage nach KI-Rechenleistung hatte noch nicht die Phase des exponentiellen Wachstums erreicht.“
Planet Labs hatte ursprünglich zugestimmt, im Jahr 2027 zwei Satelliten für Google zu starten. Der Internetriese hofft jedoch, noch in diesem Jahr die Umlaufbahn zu erreichen und ist bereit, Risiken einzugehen und die Bauzeit zu verkürzen. Eric Stevens, Direktor für Systemtechnik bei Planet Labs, sagte, dass Google seine selbst entwickelten Chips zum Testen direkt in die vorgefertigten Satellitenplattformen von Planet Labs eingebaut habe, um den Fortschritt zu beschleunigen.
Die größte technische Schwierigkeit liegt in der Wärmeableitung des KI-Chips: Der Chip erzeugt bei der Berechnung und Verarbeitung von Informationen viel Wärme. Ventilatoren werden üblicherweise am Boden zur Wärmeableitung eingesetzt, Ventilatoren können jedoch nicht in der Vakuumumgebung des Weltraums funktionieren. Das Unternehmen aus dem Silicon Valley hat daher eine Wärmeableitungslösung entwickelt, die mehrere Schichten wärmeleitender Materialien nutzt, um die Wärme in den Weltraum abzuleiten.
Die unterste Schicht ist der Google AI-Chip, der auf dem grünen Motherboard platziert ist; Bei der oberen Schicht handelt es sich um das thermische Schnittstellenmaterial, eine hellgrüne, pastenartige Folie mit der Form einer Fruchtrolle, die den Chip mit der Wärmeableitungsschicht aus Aluminium und Kupfer verbindet, um die Wärme vom Motherboard abzuleiten. Die äußerste Schicht ist eine Strahlungswärmeableitungsplatte, die die Wärme in den Raum ableitet.
Travis Beers, Senior Director of Product Management für das Suncatcher-Programm, sagte: Der Chip kann höchstens etwa 15 Minuten lang ununterbrochen im Weltraum laufen und muss dann zum Abkühlen abgeschaltet werden. Während dieser Zeit kann der Chip kurze Anfragen verarbeiten und das große Gemini-Modell von Google bei der Bereitstellung von Antworten unterstützen.
Google plant bereits die nächsten Schritte. Das Unternehmen plant, nächstes Jahr zwei Satelliten zu starten und hat außerdem einen Cluster von mehr als 80 Satelliten entworfen. Die Satelliten werden in enger Formation fliegen, miteinander kommunizieren und gemeinsam KI-Anfragen bearbeiten. Google führt außerdem Gespräche mit Designern, um den Bau eines maßgeschneiderten Satelliten in der Länge eines Fußballfeldes in Betracht zu ziehen.
Beers sagte: „Wenn alles, was wir tun, nach fünf Jahren perfekt funktioniert, bedeutet das nur, dass wir nicht genug Risiken eingegangen sind und nur eine begrenzte Menge gelernt haben. Auf lange Sicht, wenn das Projekt wirklich erfolgreich ist, wird diese Angelegenheit irgendwann alltäglich werden, und die Leute werden nicht glauben, dass die Anfrage, die sie an Gemini gestellt haben, im Weltraum abgeschlossen werden kann.“
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