Weltraum-Rechenzentren sind unsinnig
(civai.org)- SpaceX übernimmt xAI und treibt den Aufbau von Weltraum-Rechenzentren voran; auch Google und mehrere Startups verfolgen dasselbe Ziel
- Eine Google-Studie kommt zu dem Schluss, dass sie um 2035 mit bodengebundenen Rechenzentren konkurrieren könnten, wenn die Startkosten in den niedrigen Erdorbit auf 200 US-Dollar pro kg fallen
- Wegen grundlegender Einschränkungen wie GPU-Nachfrage, fehlender Aufrüstbarkeit und Kostenwettbewerbsfähigkeit ist das jedoch wenig realistisch
- Der Start von Hunderttausenden bis Millionen Satelliten erhöht das Risiko eines Kessler-Syndroms, zudem ist ein Hardware-Austausch nicht möglich
- Unternehmen und Investoren beteiligen sich mit Blick auf IPO-Erwartungen und kurzfristige Renditen, die tatsächliche Umsetzbarkeit ist jedoch gering
Aktueller Stand der Pläne für Weltraum-Rechenzentren
- SpaceX hat xAI übernommen und damit ein 1,25-Billionen-US-Dollar-Unternehmen geschaffen, dessen Ziel der Bau von Weltraum-Rechenzentren ist
- Auch Google, Lonestar, Axiom und das von Nvidia unterstützte Starcloud drängen in dieses Feld
- Als Vorteile nennen sie unbegrenzte Solarenergie, kostenloses Bauland und große Raketen
- Googles Studie geht von einer KI-verarbeitenden Satellitenkonstellation aus 81 Satelliten aus
- Sie legt nahe, dass bei auf 200 US-Dollar pro kg gesunkenen Startkosten Wettbewerbsfähigkeit möglich wäre
- Es wird erwähnt, dass dies bei Erfolg des Starship-Programms von SpaceX um 2035 realisierbar sein könnte
Technische und wirtschaftliche Unwirklichkeit
- Für groß angelegtes KI-Training und Dienste werden Hunderttausende bis Millionen GPUs benötigt
- Der Colossus-Cluster von xAI verfügt über 200.000 GPUs
- OpenAI plant mit mehreren Millionen GPUs
- Um diese Rechenleistung im Weltraum bereitzustellen, wären Millionen Satellitenstarts nötig, weit mehr als die derzeit rund 15.000 Satelliten im Orbit
- Starts in diesem Umfang würden ein Kessler-Syndrom auslösen und damit den Zugang zum Weltraum selbst bedrohen
- Satelliten sind nicht in großem Maßstab aufrüstbar
- Bodengebundene Rechenzentren können bei Erscheinen neuer Hardware sofort ersetzt werden
- Im Weltraum müsste stattdessen eine neue Satellitengeneration erneut gestartet werden
- Auch die Kostenwettbewerbsfähigkeit ist problematisch
- Selbst wenn Startkosten und Satellitenhardware bis 2035 auf das heutige Niveau von KI-Servern fallen, müssten sie mit den dann aktuellen Kosten bodengebundener Server konkurrieren
- Die Kosten für bodengebundene Solarstromerzeugung sinken seit Jahrzehnten kontinuierlich, und dieser Trend hält an
- Deshalb verschlechtert sich die Wirtschaftlichkeit von Weltraum-Rechenzentren mit der Zeit
Motive von Unternehmen und Investoren
- SpaceX treibt einen IPO im Volumen von 1,5 Billionen US-Dollar voran und muss davor das Marktinteresse erhöhen
- xAI benötigt wegen seines enormen Cash-Burns laufend neue Finanzierung
- Investoren könnten sich eher wegen kurzfristiger Gewinnerwartungen als wegen der Umsetzbarkeit des Projekts beteiligen
- Bis echte Weltraum-Computing-Systeme Realität werden, wird viel Zeit vergehen; in der Zwischenzeit lassen sich Gewinne aus dem Investitionshype realisieren
- Letztlich sind Weltraum-Rechenzentren eher ein von Investorenstimmung getriebener Trend als ein Vorhaben mit technischer oder wirtschaftlicher Grundlage
4 Kommentare
Das einzige Problem ist das Kessler-Syndrom, alles andere ist kein Problem. Keine Notwendigkeit für Upgrades/Reparaturen von Satelliten. Man sorgt dafür, dass die Satelliten nach 5 Jahren automatisch zur Erde zurückfallen. Die Wirtschaftlichkeitsanalyse ist bereits abgeschlossen. Die Startkosten sinken auf etwa 20–30 Dollar pro kg. Die Strompreise steigen mit der Zeit. Die Kraftwerke, die derzeit gebaut werden, werden unter der Annahme gebaut, dass sich die heutigen Strompreise verdoppeln. Auch dieser Strom ist bereits verkauft. Die Strompreise steigen immer weiter. Die AI-Nachfrage nimmt immer weiter zu. Die Wirtschaftlichkeit von Weltraum-Rechenzentren verbessert sich immer weiter. Die Engpässe bei bodengebundenen Rechenzentren sind Strom und Baupersonal. Auch diese Engpässe werden sich ganz natürlich lösen. Die Strahlungskühlung im Weltraum kann mit Kühlkörpern gelöst werden. Mit Industriediamanten ist eine 4- bis 5-mal höhere Wärmeleitfähigkeit als bei Kupfer möglich. Die kurze Lebensdauer von Solarzellen ist längst kein Problem mehr. Starlink wird problemlos genutzt. Da die Lebensdauer von Satelliten 5 Jahre beträgt, ist das kein Problem. Wenn sich die Kühlkörper auf der Rückseite der Solarzellen befinden, funktioniert die Wärmeabfuhr gut. Zur Strahlenbelastung hat Google bereits Experimente durchgeführt. Angeblich ist das kein Problem. Es wirkt einfach so, als ob man Elon Musk nicht mag. hahaha
xAI hat kein Geld, bis zur tatsächlichen Umsetzung wird es noch lange dauern, und das Ganze löst eher einen auf Investorenstimmung basierenden Hype aus als echte Rentabilität.
Eigentlich reichen bei dem Thema des Artikels etwa drei Zeilen; der Rest wirkt wie Trivia, die man nebenbei lesen kann.
Heißt das nicht, dass es auf die Rückseite des Mondes geschickt werden soll?
Hacker-News-Kommentare
Ich glaube überhaupt nicht, dass das Kühlungsproblem im Weltraum gelöst ist
Im Weltraum herrscht Vakuum, daher ist Kühlung durch Konvektion oder Wärmeleitung unmöglich, und es bleibt nur Strahlungskühlung
Deshalb würden Satelliten-Rechenzentren viel schwerer werden, und auch die Rechenleistung würde an thermische Grenzen stoßen
Es wäre viel sinnvoller, sie in der Arktis zu bauen
Dass Musk das vorantreibt, ist wahrscheinlich wieder nur eine andere Form von Hyperloop-artiger Aufmerksamkeitserzeugung, rechtlicher Umgehung oder Machtsicherung
Ich halte es für äußerst unwahrscheinlich, dass daraus tatsächlich nützliche Rechenressourcen werden
Damit steigt Elons Beteiligungsquote, und es sieht so aus, als würde er sein Versprechen einlösen, den Investoren Geld zu verdienen
Aber wenn man sich heute seine früheren Aussagen ansieht, erkennt man ein konstantes Muster
Wie auch im Wired-Artikel erwähnt, hat er seine Versprechen oft gebrochen, aber dennoch die EV-Industrie angestoßen, kontinuierlich Satelliten gestartet und dabei Nettogewinne erzielt
Wenn man kleine Rechenzentren mitten in der Stadt betreibt und die Abwärme für Fernwärme nutzt, braucht man nicht einmal Kühltürme
Oder man baut sie direkt neben ein Kernkraftwerk, dann würde es vermutlich niemanden interessieren
Wenn man Chips mit geringerer Leistungsdichte und höherer Wärmetoleranz entwirft, steigt die Strahlungseffizienz, aber die Rechenleistung sinkt
Dafür könnte man weniger regulierte KI außerhalb staatlicher Zuständigkeit betreiben
Starlink verwendet Si-Solarzellen, die anfällig für Strahlung sind und eine kurze Lebensdauer haben
Zellen, die auf der Erde mehr als 40 Jahre halten, verlieren im Weltraum schon nach wenigen Jahren deutlich an Leistung
Wegen des Problems der Strahlungskühlung steigt außerdem die Zelltemperatur, was die Effizienz senkt
Schon mit grundlegenden Physikkenntnissen sieht man, wie ineffizient dieser Plan ist
Startkosten, Kühlung, fehlende Reparierbarkeit, Strahlung, Luftverschmutzung, Kessler-Syndrom – in jeder Hinsicht ein Verlustgeschäft
Es gibt überhaupt keinen Grund, Rechenzentren im Weltraum zu platzieren
Abkühlung gibt es nur im Schatten, aber ein solarbetriebenes Rechenzentrum im Schatten ergibt keinen Sinn
Aus der Sicht von jemandem, der bei der NASA das Kühlsystem der ISS entwickelt hat, ergibt diese Idee überhaupt keinen Sinn
Startkosten, I/O-Flaschenhals, Bedarf an strahlungsresistenten Chips (Rad-hard), ineffiziente Kühlung, Kosten der Energieerzeugung – in jeder Hinsicht nachteilig
Ich frage mich ernsthaft, wer erklären kann, warum das vernünftig sein soll
Selbstfahrende Taxis, humanoide Roboter, Hyperloop – das meiste davon wurde nie realisiert, aber in der Zwischenzeit stieg der TSLA-Aktienkurs und die Leute wurden reich
Diese Aussage folgt einem ähnlichen Muster – am Ende ist es nur eine „Elon-Vibes“-Strategie, um den Aktienkurs zu treiben
Wenn Trainingsdaten nicht zwischen Erde und Satelliten ausgetauscht werden müssen, sondern nur zwischen Satelliten, ist die Bandbreitenfrage kein großes Problem
Das Lonestar-Projekt hat im Februar 2025 einen Datenspeicher auf dem Mond gelandet, und Sidus Space entwickelt derzeit einen Satelliten für die Mondumlaufbahn
Da die Debatte sehr US-zentriert ist, möchte ich die ASCEND-Studie der EU erwähnen
Thales Alenia Space hält Weltraum-Rechenzentren bis 2035 für machbar und meint, sie könnten zum CO2-Neutralitätsziel für 2050 beitragen
Mit Mikrotröpfchen-Kühltechnik ließe sich die Fläche zur Wärmeabfuhr um das 5- bis 10-Fache reduzieren, und durch optische Verbindungen, photonische Chips und In-Memory-Computing könnte die Energieeffizienz um das 10- bis 50-Fache steigen
Besonders für hybride Architekturen zur KI-Inferenz sieht man darin einen entscheidenden Vorteil
Link zur ASCEND-Studie
Damit wird der Existenzgrund von Weltraum-Rechenzentren also nicht gerechtfertigt
Diese Vorstellung wirkt, als käme sie direkt aus einem Cyberpunk-Roman
Sie scheint den Wunsch wohlhabender Eliten widerzuspiegeln, im All ein autonomes Territorium außerhalb staatlicher Kontrolle zu errichten
„Rechenzentrum“ ist dabei nur eine plausibel klingende wirtschaftliche Verpackung
So kam auch das Metaverse zustande
Mit zunehmender privater Raumfahrt könnte das nur eine Frage der Zeit sein
Außerdem existieren Anti-Satelliten-Waffen, vollständige Unabhängigkeit ist also unmöglich
Auch wenn Weltraum-Rechenzentren unsinnig erscheinen, sind die Gegenargumente im Artikel ebenfalls nicht ganz präzise
SpaceX hat 65 % aller Satelliten gestartet, und wenn Starship vollständig wiederverwendbar wird, dürfte sich die Startfrequenz verzehnfachen
Satelliten könnte man statt Upgrades einfach neu starten, und die Effizienz von Solarenergie ist im Weltraum ebenfalls höher
Auch Skepsis sollte begründete Skepsis sein
Auch bei Rechenzentren auf der Erde ist Abwärme ein Problem, im Weltraum ist es noch schlimmer
Das ist der schlechteste denkbare Ort dafür
Man heizt die Stimmung an, bevor ein SpaceX-IPO Marktvolatilität auslöst
„Weltraum-Rechenzentrum“ ist eben nur wieder eine weitere Idee
Dabei übersehen sie, dass ein Vakuum keine Temperatur hat und Kühlung deshalb schwierig ist
Wenn man Musks Blogbeitrag über Mondbergbau liest, geht es dort um einen Plan, mit ASML-Anlagen den Regolith des Mondes in Chips und Solarzellen zu verwandeln
Die Behauptung lautet wörtlich: „kostenloses Computing“
Falls die Menschheit irgendwann alle Industrieprozesse in den Weltraum verlagert, wäre der Mond vielleicht die bessere Wahl
Dort gäbe es Vorteile bei Wasser, Materialien, Wärmeabstrahlungsfläche, unterirdischen Räumen zur Strahlungsabschirmung und beim Betrieb von Tele-Robotik
Allerdings wäre dafür ein gigantisches Projekt nötig
Vermutlich stammt die Idee orbitaler Rechenzentren genau daher
Insgesamt wäre die niedrige Erdumlaufbahn wohl die bessere Option
Der Mond mag viele Bodenschätze haben, aber auf der Erde gibt es mit automatisierten Minen wie in der Pilbara-Region Australiens bereits ähnliche Modelle
Nach Musks Vorstellung wäre das eher die noch schwierigere Option
Das würde langfristig große Probleme verursachen
Mit supraleitenden Schaltungen, die in kryogenen Umgebungen arbeiten, ließe sich das Wärmeproblem lösen
Frühere interne Untersuchungen von Hyperscalern kamen zu dem Schluss, dass ein vollständig kryogenes Rechenzentrum sogar günstiger sein könnte
Derzeit gibt es jedoch kaum Halbleiterprozesse für Kryotechnik
Wenn supraleitende integrierte Schaltkreise eines Tages möglich werden, könnte man Treibstofflager und Rechenzentrum nebeneinander platzieren
Eine einzelne H100-GPU verbraucht 1 kW, und 4 m² Solarpaneele würden genügen
Ein 4-m²-Radiator könnte bei 70 °C mehr als 2 kW abstrahlen, daher müsste sich eine H100 wohl in einem 2×2×2-m-Würfel unterbringen lassen
Ich frage mich nur, ob ich dabei etwas übersehe