宇宙AIデータセンターはどう機能する？元NASAロボット工学責任者が解説

元NASAソフトウェア・ロボット工学・シミュレーション部門長で、現在はコンサルティング会社Alliantのロボット工学・AI部門会長を務めるロバート・アンブローズ博士は、IT業界に宇宙ベースの未来が待っていると予測する。データ処理を軌道上に移すことで、AIとデジタル経済の飽くなき需要に応える魅力的なメリットが得られる可能性がある。地上のデータセンターは、エネルギーや水の消費、さらには汚染を引き起こすとして、地域住民や環境団体から抵抗に直面している。また、既存のリソースがAI処理の増大するエネルギー需要を満たせるかどうかも不透明だ。

アンブローズ氏は、宇宙データセンターが電力網から解放される可能性があると述べた。それらは地上の電力網ではなく、取り付けられた太陽電池アレイを介してエネルギーを消費する。「宇宙で電気を集め、宇宙で熱を放出する。地球に届くのはデータだけだ」と同氏は語った。本格的な宇宙データセンターにはまだ数年かかるかもしれないが、宇宙ベースのデータ処理は現在すでにさまざまな形で行われている。「私たちのデータの多くは、ある時点で宇宙を経由している」とアンブローズ氏は言う。「例えば、宇宙船から山火事の写真を撮り、分析や強調を行っている場合、データはすでに宇宙にある。」

課題を克服

宇宙データセンターは地上のデータセンターに代わる興味深い選択肢を提供するが、独自の問題もある。「今の課題は、軌道上のデータエコシステムのロジスティクスを管理することだ」と、不動産専門会社JLLのレポートの著者らは述べている。打ち上げ経済性、運用信頼性、デブリ管理が課題だ。現在、SpaceXのペイロード1kgあたりの打ち上げコストは約2,900ドルで、宇宙データセンターを経済的に成立させるには500ドル以下に下げる必要がある。「打ち上げコストは宇宙経済のあらゆる側面を左右する」とアンブローズ氏は予測し、SpaceXやBlue Originなどの民間宇宙企業が開発する新型大型ロケットが、宇宙への材料1kgあたりの打ち上げコストを引き下げるのに役立つかもしれないと述べた。

商用アプリケーションやサービスでは、ユーザーは自分のリクエストが軌道上のデータセンターで処理されていることに気づかないかもしれないし、それは問題にならないかもしれない。「私が得たAI製品は宇宙からのものか、北米のデータセンターからのものか？」とアンブローズ氏は言う。「宇宙なまりで話すことはない。全く分からないだろう。」大企業は自社専用の宇宙リソースを維持して回復力を確保する可能性が高い。「宇宙はバックアップや代替能力を持つための非常に良い場所になるだろう」とアンブローズ氏は述べた。「地震、ハリケーン、山火事は宇宙のデータセンターを破壊しない。」

レイテンシも問題ではない。ほとんどのデータセンターは地上約300マイルの静止軌道に位置し、データは光速で地上のアンテナに伝送される。ただし、データセンターが月に建設されれば、往復で1.6秒の遅延が生じる可能性があるとアンブローズ氏は付け加えた。

打ち上げ時の振動による損傷から始まる軌道上データセンターの摩耗により、宇宙ベースのデータセンターの性能は低下するのだろうか？打ち上げは極めて揺れの激しいイベントであり、NASAと宇宙産業はすべてのペイロードを安定させるプロセスをすでに持っているとアンブローズ氏は説明した。NASAでは、例えば、「私がこれまで責任を持って宇宙に打ち上げたすべての飛行ハードウェアは、振動試験を経なければならなかった。宇宙産業は打ち上げに耐えるための非常に厳格な振動試験方法を確立している。」

予測保守

一度軌道上に設置されると、人間をステーションに派遣して修理を行うのは非現実的でコストがかかる。したがって、これらのデータセンターの遠隔管理と保守にはロボット工学と分析が必要となる。NASAの国際宇宙ステーション（ISS）の保守は軌道データセンターのモデルを提供する。「いつ故障するかは分かっていた」とアンブローズ氏は言う。「私たちはロボットと何人かの人間を使い、予備部品は使用中の部品のすぐ隣に置いてあった。例えば、ラジエーターの一部である重要なアンモニアポンプだ。問題が発生した場合、すべてのホースを新しいポンプに移し、電源を入れてチェックすることができた。」

継続的なデータセンター性能の鍵は、緊急保守ではなく、自動的かつロボット的に日常の予防保守を行うことだとアンブローズ氏は強調した。宇宙ステーションのポンプの例では、「分析を使用して古いポンプが故障する時期を推定し、故障する前に新しいポンプへの切り替えをスケジュールした。」

宇宙ベースのデータセンターは、コンポーネントの予想寿命の分析に基づいて定期的な保守が行われる。この予測保守により、「低ドラマなスケジュールで、重要な要素が故障する前に交換する方が良い」とアンブローズ氏は述べた。このような予測保守がデータセンターの性能に影響を与える可能性は低い。「コンピューティングバックボーンを形成する大規模なコンピュータバンクがある場合、一度に小さな部分を停止して保守することはおそらく些細なことだ。どの時点でも、サーバーの1,000バンクのうち1つだけを停止して保守する」と同氏は述べた。「それは非常に合理的であり、顧客は気づくべきではない。」