Google, SpaceX и редица технологични стартъпи вече обмислят следващата голяма стъпка в развитието на изкуствения интелект и облачната инфраструктура – центрове за данни в орбита. Проблемът е, че подобни системи ще се нуждаят от огромни количества енергия.

Американският стартъп Star Catcher смята, че има решение. Компанията от Джаксънвил, Флорида, разработва технология, която събира слънчева енергия в Космоса и я насочва с лазери към соларните панели на други сателити. Тази седмица тя се подготвя да изстреля прототип на системата си с ракета на SpaceX. Целта е за първи път да бъде предадена енергия чрез лазер между два свободно движещи се обекта в орбита. Ако тестът бъде успешен, той може да се превърне във важна стъпка към изграждането на енергийна инфраструктура в Космоса.

Идеята за производство на слънчева енергия извън Земята се появява още в научната фантастика през 40-те години, а НАСА я проучва през 70-те. Дълго време обаче високите разходи за изстрелване правят подобни проекти икономически непривлекателни. „Изстрелването на големи количества хардуер в орбита беше изключително скъпо, така че производството на енергия в Космоса и прехвърлянето ѝ другаде рядко имаше практическа логика“, обяснява пред WIRED Хание Фатахи от Института „Макс Планк“ за науката за светлината.

По-ниските цени за изстрелване постепенно променят тази сметка. „В Космоса няма електропреносна мрежа“, казва съоснователят и главен изпълнителен директор на Star Catcher Андрю Ръш. „Всеки в момента е като на самостоятелен къмпинг.“ Компанията иска да промени това чрез мрежа от сателити, които нарича „енергийни възли“.

Как животът в Космоса може да промени човешкия мозък и съзнание?

Как ще работи системата?

Сателитите на Star Catcher трябва да изпълняват едновременно ролята на соларни електроцентрали и преносна мрежа. Те ще събират слънчева светлина чрез система от лещи и ще я преобразуват в дължини на вълната, които според компанията могат да доставят до 10 пъти повече енергия към соларните панели в сравнение с обикновената разсеяна светлина. След това енергията ще се насочва с лазерен лъч към сателит, който има нужда от допълнително захранване. На практика лазерът трябва да действа като безжичен електропровод.

За операторите това би означавало повече време за работа на сателитите и потенциално по-високи приходи. Икономическият ефект може да бъде особено важен в среда, в която изпращането на всеки килограм товар в орбита струва хиляди долари. Ако сателитите могат да разчитат на външен източник на енергия, те биха могли да носят по-малки батерии и да използват освободеното тегло за повече научни инструменти, комуникационно оборудване или, при бъдещи космически центрове за данни, повече графични процесори.

По-рано тази година Star Catcher обяви инвестиционен кръг за 65 млн. долара, а отделно получи 30 млн. долара от Космическите сили на САЩ. Стартъпът твърди, че има 40 писма за намерение от потенциални клиенти и 10 дългосрочни споразумения за покупка на енергия.

Центрове за данни в космоса: Четири големи препятствия за амбициозния график на Илон Мъск

На същата мисия на SpaceX, с която ще бъде изстрелян прототипът на компанията, ще пътува и първият експеримент на Google, свързан с изграждането на център за данни в Космоса.

Това е още един знак, че интересът към орбиталната инфраструктура вече излиза отвъд концептуалния етап.

Прототипният сателит на Star Catcher носи името Protostar. Той е по-малка версия на системите, които компанията иска да разположи в бъдеще. Според Ръш целта е до края на десетилетието Star Catcher да предлага търговски услуги за доставка на енергия в орбита. Настоящата мисия ще бъде първият случай, в който всички компоненти на системата ще работят заедно в Космоса.

Protostar ще използва технология за проследяване, за да насочи лазерен лъч към малък CubeSat, който ще бъде изстрелян със същата ракета и постепенно ще се отдалечава. „Част от демонстрацията е да измерим колко енергия получава CubeSat-ът, докато се отдалечава от Protostar, и да сравним данните с нашите модели“, обяснява Ръш пред WIRED.

Компанията вече е тествала част от системите си в Космоса и е демонстрирала технология за проследяване на сателити. Миналата година Star Catcher постави рекорд при наземно предаване на енергия с лазер, подобрявайки предишен резултат на американската агенция DARPA. При теста компанията успява да достави над 1 киловат мощност до стандартни соларни панели, което е приблизително достатъчно за захранването на микровълнова фурна.

Демонстрацията показва, че технологията работи, но разликата между 1 киловат и енергията, нужна за телекомуникационен сателит или център за данни, е огромна. Самият Ръш определя сегашния етап като фазата на „пълзене“, преди технологията да започне да „ходи“ и след това да „тича“.

Лазери вече са тествани в Космоса и преди. През 2023 г. Военноморската изследователска лаборатория на САЩ провежда експеримент, при който космически лазер работи в продължение на 100 дни. Тогава излъчвателят и приемникът са част от една система, а разстоянието между тях е под 1,5 метра. Ефективността е едва 11%.

Според Фатахи това е само един от проблемите, които трябва да бъдат решени, преди технологията да стане икономически жизнеспособна. Сред основните предизвикателства са прецизното проследяване на движещи се сателити, отвеждането на топлината и способността на оборудването да работи години наред във вакуума на Космоса.

Финландия се превръща в „Тексас на Европа“: Google инвестира рекордните 15 млрд. долара в AI инфраструктура

Изследователите проучват и други начини за предаване на слънчева енергия от Космоса. Учени от Caltech например вече са демонстрирали предаване на енергия към Земята чрез микровълни. Този подход може да пренася по-големи количества енергия, но има съществен недостатък: изисква огромни приемници. Лазерите, от своя страна, могат да бъдат насочени към много по-малки цели, което ги прави по-подходящи за сателити.

За Star Catcher залогът е по-голям от изграждането на още един тип сателит. Компанията вижда енергийната инфраструктура като липсващия слой, който може да направи сложните и мащабни космически индустрии икономически възможни.

„С разрастването на инфраструктурата в Космоса става по-изгодно там да изпращаме по-големи и по-способни индустриални системи“, казва Ръш. Според него ефектът от подобна мрежа може да бъде сравним с този на ракетите за многократна употреба: технология, която не просто подобрява отделна мисия, а променя икономиката на целия сектор.