Obwohl das Konzept des „Weltraum-Rechenzentrums“ in den letzten Jahren stark nachgefragt wurde, ist die Zahl der tatsächlich im Weltraumorbit eingesetzten GPUs immer noch sehr gering. Jetzt beginnt sich diese Situation zu ändern und das Geschäftsmodell der orbitalen Rechenleistung der nahen Zukunft wird allmählich klar.

Im Januar dieses Jahres hat das kanadische Unternehmen Kepler Communications den weltweit größten Orbital-Computing-Cluster im Orbit eingesetzt: Etwa 40 Nvidia Orin Edge-Prozessoren sind auf 10 im Orbit betriebenen Satelliten montiert und über Laserverbindungen zwischen Satelliten miteinander verbunden. Kepler hat bereits 18 Kunden und gab am Montag bekannt, dass sein neuester Kunde, das Startup Sophia Space, seine einzigartige Orbitalcomputersoftware auf der Kepler-Konstellation testen wird.

Branchenexperten gehen davon aus, dass es bis in die 2030er Jahre dauern könnte, bis die von Unternehmen wie SpaceX und Blue Origin konzipierten großen Weltraum-Rechenzentren umgesetzt werden. Bis dahin besteht die erste Phase der kommerziellen Möglichkeiten in der In-situ-Verarbeitung der im Orbit gesammelten Daten, um die Sensorfähigkeiten für eine Vielzahl kommerzieller und staatlicher Weltraumnutzlasten zu verbessern.

Meena Mitri, CEO von Kepler, sagte, das Unternehmen positioniere sich nicht als „Rechenzentrumsunternehmen“, sondern als Infrastrukturanbieter für Raumfahrtanwendungen. Es hofft, die Netzwerkdienstschicht für andere Satelliten im Orbit sowie für Drohnen und Flugzeuge in geringerer Höhe zu werden und ihnen Verbindungs- und Rechenleistungsunterstützung zu bieten.

Anders als Keplers netzwerkorientierte Positionierung entwickelt Sophia passiv gekühlte Weltraumcomputer und versucht, eine der größten Herausforderungen zu lösen, denen sich große Rechenzentren im Orbit gegenübersehen: Wie kann die Wärme für Hochleistungsprozessoren abgeführt werden, ohne auf sperrige und teure aktive Kühlsysteme angewiesen zu sein? Im Rahmen der neuen Kooperation der beiden Parteien wird Sophia ihr selbst entwickeltes Betriebssystem auf einen von Keplers Satelliten hochladen und versuchen, den Start und die Konfiguration des Systems auf zwei Raumschiffen und insgesamt sechs GPUs abzuschließen. Diese Art von Operation ist in bodengestützten Rechenzentren bereits üblich, stellt jedoch eine Premiere in einer Orbitalumgebung dar und gilt als wichtiger „Risikominderungstest“, bevor Sophia Ende 2027 seinen ersten eigenen Satelliten startet.

Für Kepler ist diese Partnerschaft ein wichtiger Schritt, um den Wert seines Netzwerks unter Beweis zu stellen. Derzeit überträgt und verarbeitet seine Konstellation hauptsächlich Uplink-Daten vom Boden oder von „gehosteten Nutzlasten“, die auf seinem eigenen Raumschiff transportiert werden. Mit zunehmender Reife der Branche wird erwartet, dass Kepler schrittweise an weitere Satelliten von Drittanbietern andockt, um Netzwerk- und On-Orbit-Verarbeitungsdienste bereitzustellen. Mitri sagte, dass immer mehr Satellitenunternehmen bereits zukünftige Asset-Layouts auf der Grundlage dieses Modells planen, insbesondere für Hochleistungssensoren wie Radar mit synthetischer Apertur, bei denen die Auslagerung der Datenverarbeitung an externe Rechenknoten offensichtliche Vorteile hat. Das US-Militär ist ein wichtiger Kunde für solche Bedürfnisse. Sein Raketenabwehrsystem der neuen Generation ist in hohem Maße auf Satelliten angewiesen, um Bedrohungsziele zu erkennen und zu verfolgen. Kepler hat zuvor im Rahmen eines Demonstrationsprojekts der US-Regierung die Verifizierung einer Laserverbindung zwischen Satellit und Boden abgeschlossen.

Diese Art des „Edge Computing“ – die lokale Verarbeitung von Daten am Ort der Datenerfassung zur Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit – gilt als das erste Szenario, in dem orbitale Datenzentren von Nutzen sein werden. Es ist diese Pfadwahl, die die Entwicklungsrichtung von Kepler und Sophia von großen Luft- und Raumfahrtunternehmen wie SpaceX und Blue Origin sowie Startups wie Starcloud und Aetherflux unterscheidet, die sich auf den Aufbau einer erdähnlichen Rechenzentrumsarchitektur und den Einsatz von Prozessoren auf Rechenzentrumsebene konzentrieren.

Mitri betonte, dass das Team aus Sicht der Geschäftslogik davon ausgeht, dass Weltraumanwendungen hauptsächlich auf Argumentation und nicht auf Training basieren werden. Daher ist es eher geneigt, eine große Anzahl verteilter GPUs für Argumentationsaufgaben einzusetzen, als eine kleine Anzahl „Super-GPUs“ mit Super-Trainingsfähigkeiten. „Wenn ein Prozessor mehrere Kilowatt Leistung verbraucht, aber nur 10 % der Zeit arbeitet, bedeutet das nicht wirklich viel“, betonte er. „Bei unserem Modell läuft die GPU grundsätzlich mit 100 % Auslastung.“

Sobald diese Art von Technologie in einer Orbitalumgebung verifiziert ist, wird die Vorstellungskraft der Rechenleistung im Weltraum weiter eröffnet. Rob DeMillo, CEO von Sophia, wies darauf hin, dass der US-Bundesstaat Wisconsin erst letzte Woche ein Gesetz verabschiedet habe, das den Bau neuer Rechenzentren dort verbiete, und dass einige Gesetzgeber auf Bundesebene in den USA ähnliche Beschränkungen vorgeschlagen hätten. Seiner Ansicht nach wird jede Politik, die den Ausbau von Bodenrechenzentren begrenzt, objektiv die Attraktivität von Weltraumrechenzentren erhöhen.

„In diesem Land wird es wahrscheinlich nie wieder ein Rechenzentrum geben“, sagte DeMillo sarkastisch. „Es wird nur noch seltsamer.“