Орбитальные центры обработки данных SpaceX создадут новую категорию электронных отходов.

Математические расчеты, используемые для «йетциклинга», напоминают обратный процесс добычи полезных ископаемых на астероидах.

Фото: Aurich Lawson | Getty Images Фото: Aurich Lawson | Getty Images

Разговоры Илона Маска о создании мегагруппировки спутников, насчитывающей миллион центров обработки данных для ИИ, возможно, не совсем практичны или экономически целесообразны, но они могут быть уникальными. Это, пожалуй, самый близкий к реализации проект, предполагающий экспорт значительного количества ценных материалов в космос. Человечество не очень хорошо справляется с обеспечением экологической устойчивости, но обычно речь идёт о материалах, которые попадают в систему переработки, а не преодолевают гравитационное притяжение Земли.

В коммерческом космическом секторе любят говорить о привлекательности добычи драгоценных металлов на астероидах для доставки их на Землю. При каких обстоятельствах мы будем готовы делать это в обратном порядке? Одна только система Starlink удвоила массу объектов на низкой околоземной орбите, а эта орбитальная группировка центров обработки данных затмит её — и позволит избавиться, по крайней мере, от части спутников, оттолкнув их от Земли.

Учитывая примерно пятилетний ожидаемый срок службы графических процессоров для центров обработки данных, около 200 000 из 1 миллиона запланированных спутников SpaceX AI1 будут выводиться из эксплуатации каждый год. Согласно их заявке в FCC от 29 мая, около 40 000 из них точно сойдут с орбиты и сгорят в атмосфере. (Эти материалы в значительной степени рассеются по атмосфере, превратив ресурс в диффузный загрязнитель, который медленно осядет на земном шаре. Одна из связанных проблем: алюминий вызовет неизвестное количество истощения озонового слоя в течение десятилетий.) Часть или все оставшиеся 160 000 спутников будут перемещены на удаленную «утилизирующую» орбиту. В любом случае, с точки зрения «жизненного цикла материалов» они будут потеряны.

Без полных и подробных технических характеристик этих спутников невозможно точно подсчитать объем материала, о котором идет речь. Сосредоточение внимания только на самих графических процессорах — игнорируя солнечные панели, системы охлаждения и остальное серверное и сетевое оборудование — может, по крайней мере, дать отправную точку.

Маск описал эти спутники как использующие модифицированную стойку Nvidia Vera Rubin NVL72, содержащую 72 графических процессора. Хотя в исследовании упоминается несколько более старая карта, опубликованном в мае, посвященном материальному составу LLM, был представлен полный химический анализ A100, охватывающий 32 элемента. Массивный радиатор с воздушным охлаждением на этой карте составлял 88 процентов ее массы, что нам просто придется исключить, поскольку спутнику, очевидно, потребуется другой тип охлаждения, который еще не определен.

Но, используя крайне консервативное предположение, что каждый спутник AI1 состоял просто из 72 склеенных вместе графических процессоров A100, мы можем оценить объем материала, вывозимого в космос (или испаряемого настолько тщательно, что это можно считать равносильным испарению) каждый год.

В их число входят 1000 тонн меди, 170 килограммов золота, почти 2 тонны серебра, более 20 тонн висмута и титана, более 2 тонн палладия и 76 килограммов таллия.

Некоторые из этих элементов, что неудивительно, представляют собой лишь незначительные погрешности округления по сравнению с тем количеством, которое мы добываем каждый год. Но это около 1 процента от мирового годового объема палладия и таллия — невероятное количество для выброса в космос.

Неудобный магазинчик в районе Земли

Другой способ осмыслить это — рассчитать размер астероида, который пришлось бы разрабатывать, чтобы восстановить потерянные объемы этих элементов. Как отмечается в исследовании 2023 года, лишь немногие элементы встречаются в астероидах в более высокой концентрации, чем в рудах на Земле, например, металлы платиновой группы.

Используя усредненные химические свойства и плотности нескольких типов астероидов — распространенных углеродистых хондритов группы CM и более редких богатых железом астероидов типа M — можно предположить, что часть потерянных элементов можно обнаружить в телах умеренных размеров. Например, платина эквивалентна содержимому астероида диаметром от 16 до 43 метров. 180 килограммов кобальта можно извлечь из астероида диаметром около 3–6 метров.

Но для сбора такого количества меди потребовался бы астероид диаметром 140–190 метров, для эквивалентного количества серебра и бария — астероид диаметром 225–300 метров, а для эквивалентного количества олова — астероид диаметром около 530 метров.

Опять же, это придется повторять ежегодно, чтобы компенсировать потери от спутниковой группировки.

Большинство этих элементов слишком малы по стоимости, чтобы рассматриваться в качестве целей для добычи полезных ископаемых на астероидах, но высказывалось предположение, что материалы для космических аппаратов, такие как алюминий и титан, когда-нибудь могут добываться в космосе для использования в космосе. Компания SpaceX предложила вариант этого в заявлении для Комиссии по ценным бумагам и биржам США: «Мы намерены создать производственные мощности на Луне, включая заводы по выпуску крупномасштабных вычислительных спутников для искусственного интеллекта […] Мы рассчитываем использовать сырье с Луны для создания большей части массы спутников и доставки микросхем и других элементов меньшей массы с Земли».

Технически добывать алюминий и титан на Луне возможно. Из этого не обязательно следует, что производство спутников на Луне дешевле только потому, что это уменьшит вес запускаемых с Земли аппаратов. (Конечно, сначала нужно будет запустить туда целую лунную базу, горнодобывающую базу и завод по производству спутников…)

Во всем этом возникает ряд вопросов, на которые не пришлось бы отвечать, если бы мы строили серверы на Земле, размещали их в центрах обработки данных в скромных зданиях и ответственно перерабатывали электронные отходы для вторичной переработки через несколько лет, когда они выйдут из строя из-за проблем, связанных с электронными письмами. (Или, что еще лучше, продавали бы часть оборудования на вторичный рынок, если у него еще остался полезный срок службы.) Помимо стоимости вывода чего-либо на орбиту, существует и стоимость того, что это не возвращается.

Будет ли когда-нибудь проводиться экологическая экспертиза космических проектов, включающая оценку массы материалов, которые предполагается извлечь из земной системы? Правовая основа для добычи полезных ископаемых из космоса широко обсуждалась, но перегруженные орбиты, заполненные мусором (или мусор, входящий в атмосферу), могут быть не единственной проблемой утилизации отходов в космосе, если проекты такого масштаба когда-либо будут всерьез рассматриваться.

Источник: arstechnica.com