SpaceX計劃將多達一百萬個資料中心送入地球軌道，目標是充分發揮人工智慧的潛力，同時避免地球環境危機。但這樣的計劃是否可行？
SpaceX是眾多高科技公司中最新一個推崇軌道計算基礎設施潛力的企業。去年，亞馬遜創辦人Jeff Bezos表示科技產業將朝向太空大規模計算發展。Google計劃發射資料處理衛星，預計明年啟動80顆衛星的測試星座。去年11月，華盛頓州新創公司Starcloud發射搭載高性能Nvidia H100 GPU的衛星，這是先進AI晶片首次在軌道上的測試。該公司預計到2030年，太空資料中心規模將與地球上的相當。
支持者認為，將資料中心放在太空是合理的。當前AI熱潮使能源網路緊繃，且增加了對水資源的需求，因為水用於冷卻電腦。大型資料中心附近社區擔心資源價格上漲等問題。
在太空中，水與能源問題可望解決。位於持續照明的太陽同步軌道，太空資料中心可不間斷獲得太陽能，同時產生的多餘熱量可輕易排放到冷冽的太空真空中。隨著太空發射成本降低，且SpaceX的Starship超重型火箭有望進一步壓低價格，將全球資料中心搬到太空可能成為合理的商業選擇。然而反對者指出多項技術障礙，儘管部分人認為這些問題未來可望克服。以下是實現太空資料中心所需的四大關鍵條件。
AI資料中心會產生大量熱能。太空看似理想的散熱地點，因為不需大量用水，但實際情況並不簡單。為了24小時運作，太空資料中心必須位於持續照明的軌道，繞行地球兩極，且不會進入地球陰影。然而該軌道上的設備溫度永遠不會低於80°C，這對電子設備長期安全運作來說過熱。
將熱量從系統中排出極具挑戰。奧地利太空科技新創Satellives執行長Lilly Eichinger表示，太空中的熱管理與冷卻通常是大問題。
地球上熱量主要透過對流自然散發，依賴氣體與液體如空氣和水的流動。在太空真空中，熱量只能透過效率較低的輻射方式排出。要安全排除電腦產生及吸收的太陽熱量，需要大型輻射面積。衛星體積越大，將內部熱量排出太空越困難。
歐洲航太巨頭Thales Alenia Space前技術總監Yves Durand表示，已有技術可解決此問題。
該公司曾為大型電信衛星開發系統，利用機械泵將冷媒液體透過管路網絡循環，將熱量從太空船內部傳導至外部散熱器。Durand領導2024年太空資料中心可行性研究，發現雖有挑戰，但歐洲有望在2050年前將千兆瓦級資料中心送入軌道，規模與地面最大設施相當。這些資料中心將比SpaceX設想的更大，配備數百公尺的太陽能陣列，甚至超過國際太空站。
地球周圍太空不斷遭受宇宙粒子轟擊及太陽輻射侵襲。地表的人類與電子設備受到大氣層與磁層保護，免於這些帶電粒子腐蝕。但越遠離地球，保護越弱。研究顯示，飛行員因頻繁暴露於高輻射環境，罹癌風險較高。
卡內基梅隆大學電機與計算機工程系首席系統科學家Ken Mai指出，太空電子設備面臨三種輻射問題：單一事件干擾會導致位元翻轉與資料損壞；長期累積的電離輻射會降低性能；帶電粒子撞擊晶片會造成原子位移，產生永久損害。
傳統太空電腦需經多年測試，專為抵抗軌道強輻射設計，成本高昂且性能落後地面先進設備。發射一般晶片風險大。但Durand表示，最新晶片技術本身較過去更具輻射抗性。三月中，Nvidia推出新GPU及硬體，宣稱將AI運算帶入軌道資料中心。
Nvidia邊緣AI行銷主管Chen Su告訴MIT Technology Review，Nvidia系統本質上是商用現成品，輻射抗性透過系統層級實現，而非僅靠輻射硬化晶片。衛星製造商利用屏蔽、先進錯誤檢測軟體及結合消費級與專用硬化技術的架構提升晶片韌性。
Mai指出，資料處理晶片只是其中一環，資料中心還需記憶體與儲存裝置，這些元件同樣易受輻射損害。且操作人員必須能替換或調整設備。是否能以機器人或太空人維修，仍是大型軌道資料中心的重大疑問。
Mai說：「你不只要送一個符合需求的資料中心到太空，還需要冗餘、備件與可重組性，當設備故障時能調整配置繼續運作。這是非常具挑戰性的問題，因為太空有免費能源，但缺點很多。這些問題可能會超過將資料中心放入太空的優勢。」
除了定期維護需求，還有災難性損失風險。強烈太空天氣期間，衛星可能遭受足夠輻射摧毀所有電子設備。太陽剛結束11年週期中最活躍階段，對衛星影響有限，但專家警告，自太空時代開始以來，地球尚未遭遇太陽最強烈的襲擊。許多人質疑當前低成本太空系統是否能應對。
大型軌道資料中心與SpaceX提出的巨型小衛星星座，讓太空永續專家頭痛。地球周圍軌道已相當擁擠。僅Starlink衛星每年就執行數十萬次避撞操作。太空物件越多，發生毀滅性碰撞的機率越高，將產生數千個危險碎片。
擁有數百平方公尺太陽能板的大型結構，容易被太空碎片與隕石損壞，長期降低太陽能板效能並產生更多碎片。Lunexus Space創辦人Greg Vialle告訴MIT Technology Review，若要在低地球軌道（高度最高2000公里）安全運行一百萬顆衛星，除非所有衛星屬同一網絡並能有效通訊協調，否則幾乎不可能。
Vialle說：「一個軌道層大約能容納四到五千顆衛星。若計算低地球軌道所有層，最多約24萬顆衛星。」
他補充，航天器必須保持安全距離以避免碰撞。
「你還需要能將衛星送往更高軌道並再降回去除軌，這需要衛星間至少10公里的間距才能安全操作。像Starlink這種巨型星座能更密集排列，因為衛星間能通訊。但除非是壟斷，否則不可能有一百萬顆衛星環繞地球。」
此外，Starlink可能會定期以更先進技術升級軌道資料中心。每五年更換一百萬顆衛星，將造成更多軌道交通，並可能使太空垃圾重返大氣層的頻率從每天三四件增加到約每三分鐘一件。部分天文學家對SpaceX向FCC申請案提出異議，擔心重返大氣層的碎片會損害臭氧層並改變地球熱平衡。
硬體在軌道存活時間越長，投資回報越高。但要讓軌道資料中心經濟合理，企業必須找到相對低成本的發射方式。SpaceX押注即將推出的Starship超重型火箭，載重是現有主力Falcon 9的六倍。Thales Alenia Space研究指出，若歐洲要建造軌道資料中心，必須開發同等強大的運載火箭。
但發射只是其中一環。大型軌道資料中心無法一次裝入火箭，必須在軌道組裝，這可能需要尚未存在的先進機器人系統。多家公司已在地面測試此類系統前身，但距離實際應用仍遠。
Durand表示，短期內，小型資料中心可能成為軌道基礎設施重要部分，直接在太空處理地球觀測衛星影像，無需傳回地面。這對銷售太空數據洞察的公司幫助甚大，因為這些數據集龐大，且地面站下載競爭激烈。
Durand說：「軌道資料中心的好處是可以從小型伺服器開始，逐步擴大建造更大資料中心。可採模組化，逐步學習並發展太空工業能力。我們已有所有技術，且太空資料處理基礎設施需求龐大，因此值得思考。」
不過，小型設施對緩解地面資料中心對地球水電資源的壓力幫助有限。部分批評者認為，這個未來願景可能需要數十年才能實現，甚至可能無法起飛。