การออกแบบ ศูนย์ข้อมูล วงโคจรแบบซิงโครนัสกับดวงอาทิตย์โดยจะโคจรอยู่เหนือช่วง เปลี่ยนผ่านระหว่าง รุ่งอรุณและพลบค่ำของโลก

ภาพเคลื่อนไหวแสดงวงโคจรซิงโครนัสกับดวงอาทิตย์ของดาวเทียมซูเปอร์คอมพิวเตอร์ AI

ศูนย์ข้อมูลในอวกาศหรือโครงสร้างพื้นฐาน AI ในวงโคจรเป็นแนวคิดที่เสนอขึ้นเพื่อสร้างศูนย์ข้อมูลAI ในวงโคจรซิงโครนัสกับดวงอาทิตย์หรือวงโคจรอื่นๆโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ

การประมวลผลแบบเอดจ์บนอวกาศมีรากฐานทางประวัติศาสตร์มาจากสถาปัตยกรรมทางทหารที่ออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงความล่าช้าของเครือข่ายกำหนดเป้าหมายบนภาคพื้นดิน ในช่วงทศวรรษ 1980 โครงการ Brilliant PebblesของStrategic Defense Initiativeได้จินตนาการถึงการประมวลผลข้อมูลแบบอัตโนมัติบนวงโคจรสำหรับการป้องกันขีปนาวุธเป็นครั้งแรก^{[ 2 ]}ในปี 2019 หน่วยงานพัฒนาอวกาศ (SDA) ได้เริ่มฟื้นฟูแนวทางแบบกระจายศูนย์นี้ผ่านสถาปัตยกรรมอวกาศนักรบแบบแพร่กระจาย (PWSA) ^{[ 3 ]}โครงสร้างพื้นฐาน "เซ็นเซอร์สู่ผู้ยิง" ที่ทะเยอทะยานนี้ถือเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ โครงการ Golden Dome สมัยใหม่ ซึ่งจะอาศัยการประมวลผลข้อมูลบนอวกาศเพื่อติดตามเป้าหมายอย่างต่อเนื่อง^{[ 4 ] [ 5 ]}

แนวคิดเริ่มต้นเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานด้านการคำนวณในอวกาศนั้นเกิดขึ้นจากวิสัยทัศน์ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เกี่ยวกับระบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในวงโคจร โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อเสนอเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศซึ่งได้รับความนิยมทั้งในเอกสารทางเทคนิคและงานเขียนทางวิทยาศาสตร์โดยบุคคลสำคัญ เช่นไอแซค อสิมอฟในช่วงทศวรรษ 1940 แนวคิดเหล่านี้เน้นการใช้ประโยชน์จากสุญญากาศ พลังงานแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง และคุณลักษณะทางความร้อนของอวกาศเพื่อสนับสนุนกิจกรรมที่ต้องใช้พลังงานสูง ซึ่งจะทำได้ยากหรือไม่มีประสิทธิภาพบนโลก

ในศตวรรษที่ 21 ความก้าวหน้าในด้านดาวเทียมขนาดเล็ก ยานปล่อยจรวดที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้และการประมวลผลประสิทธิภาพสูง ได้จุดประกายความสนใจในศูนย์ข้อมูลบนอวกาศอีกครั้ง โดยรัฐบาลและบริษัทเอกชนต่างสำรวจแพลตฟอร์มในวงโคจรหรือใกล้อวกาศสำหรับการประมวลผลแบบเอดจ์ การจัดการข้อมูลที่ปลอดภัย และการประมวลผลข้อมูลการสังเกตการณ์โลกที่มีความหน่วงต่ำ

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2567 Starcloudซึ่งได้รับการสนับสนุนจากY Combinatorได้เผยแพร่เอกสารไวท์เปเปอร์ที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับแผนการสร้างศูนย์ประมวลผล AI ขนาดหลายกิกะวัตต์ในวงโคจร นับเป็นข้อเสนอแรกที่มีการอ้างอิงอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการเริ่มต้นสร้างศูนย์ข้อมูลวงโคจรขนาดใหญ่^{[ 6 ]}

ในปี 2025 Starcloudได้ติดตั้ง ระบบ NVIDIA H100และกลายเป็นบริษัทแรกที่ฝึกLLM ในอวกาศและใช้งาน Google Geminiเวอร์ชันในอวกาศ^{[ 7 ]}

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2568 Lonestar ได้ติดตั้งเครื่องสำรองข้อมูลบนพื้นผิวของดวงจันทร์^{[ 8 ]}

ในช่วงต้นเดือนมกราคม พ.ศ. 2569 ทีมงานจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียได้นำเสนอสถาปัตยกรรมที่ใช้สายเคเบิลสำหรับศูนย์ข้อมูลวงโคจรใน การประชุม AIAA SciTech ^{[ 9 ]}การออกแบบนี้อาศัยแรงดึงจากความชันของแรงโน้มถ่วงและการรักษาเสถียรภาพทิศทางแบบพาสซีฟโดยอาศัยแรงดันจากดวงอาทิตย์เพื่อลดมวลของศูนย์ข้อมูลวงโคจรขนาดเมกะวัตต์ให้เหลือน้อยที่สุด^{[ 10 ]}

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2569 SpaceXได้ยื่นแผนต่อคณะกรรมการการสื่อสารแห่งสหรัฐอเมริกา (FCC) สำหรับดาวเทียมหลายล้านดวง โดยใช้ประโยชน์จากการปล่อยจรวดที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้และ การบูรณา การ Starlinkเพื่อขยายการประมวลผลแบบคลาวด์และ AI ไปสู่วงโคจร^{[ 11 ]}ในเวลาเดียวกันBlue Originได้ประกาศกลุ่มดาวเทียม TeraWave ประมาณ 5,400 ดวง ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้บริการเครือข่ายที่มีปริมาณงานสูงสำหรับศูนย์ข้อมูล องค์กร และลูกค้าภาครัฐ^{[ 12 ]}ในขณะเดียวกัน จีนได้ประกาศกลุ่มดาวเทียม 200,000 ดวง โดยมุ่งเน้นไปที่การประสานงานของรัฐ อธิปไตยทางข้อมูล และการประมวลผลในวงโคจรสำหรับแอปพลิเคชันที่ปลอดภัยและมีความสำคัญต่อเวลา^{[ 13 ]}

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2569 Starcloudได้ยื่นข้อเสนอต่อ FCC สำหรับกลุ่มดาวเทียมมากถึง 88,000 ดวงสำหรับศูนย์ข้อมูลวงโคจร^{[ 14 ]}ในเดือนมีนาคม บริษัทได้ประกาศความตั้งใจที่จะเป็นรายแรกที่ขุดBitcoinในอวกาศ โดยได้ส่ง ASIC สำหรับการขุด Bitcoin ไปกับดาวเทียมดวงที่สองของบริษัท Starcloud-2 ^{[ 15 ]}

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2569 Edge Aerospace ได้รับสัญญาจากองค์การอวกาศยุโรปภายใต้โครงการ Space Cloud เพื่อศึกษากรณีการใช้งาน สถาปัตยกรรม และแผนงานการดำเนินการสำหรับศูนย์ข้อมูลวงโคจร^{[ 16 ]}

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2568 Nature Electronicsได้ตีพิมพ์งานวิจัยที่นำโดยกลุ่มวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีหนานหยางเกี่ยวกับการพัฒนาศูนย์ข้อมูลปลอดคาร์บอนในอวกาศ^{[ 17 ]}

ในเดือนพฤศจิกายน 2025 Google ได้เผยแพร่การศึกษาความเป็นไปได้เกี่ยวกับศูนย์ข้อมูลในอวกาศ ผู้เขียนโต้แย้งว่าหากต้นทุนการปล่อยขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลกอยู่ที่ 200 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม ต้นทุนการปล่อยดาวเทียมศูนย์ข้อมูลอาจคุ้มค่าเมื่อเทียบกับต้นทุนพลังงานในปัจจุบันสำหรับศูนย์ข้อมูลภาคพื้นดิน พวกเขาคาดการณ์ว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นประมาณปี 2035 หาก โครงการ Starship ของ SpaceXสามารถขยายขนาดเป็น 180 ครั้งต่อปีได้ในเวลานั้น^{[ 18 ] [ 19 ]}

การติดตั้งศูนย์ข้อมูลในอวกาศก่อให้เกิดข้อกังวลหลายประการทั้งในด้านเทคนิค เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม

• ค่าใช้จ่ายในการปล่อยจรวดในปัจจุบันนั้นสูงมากและยังคงเป็นค่าใช้จ่ายหลักในการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานด้านอวกาศ
• การระบายความร้อนจำกัดอยู่เพียงการกระจายความร้อนผ่านการแผ่รังสีเท่านั้น ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพต่ำกว่าการระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนในศูนย์ข้อมูลภาคพื้นดิน
• โครงสร้างพื้นฐานในอวกาศต้องได้รับการออกแบบให้สามารถทนทานต่อการปล่อยขึ้นสู่อวกาศและทำงานได้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีรังสีอุณหภูมิที่หลากหลาย ในสุญญากาศ และในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง
• การประกอบชิ้นส่วนในอวกาศอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาขั้นต้น เพื่อให้สามารถติดตั้งโครงสร้างขนาดใหญ่ได้
• โครงสร้างขนาดใหญ่มีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อเศษซากอวกาศ
• ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ลดลง 0.5% ถึง 0.8% ต่อปีเนื่องจากการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต สภาพอากาศในอวกาศ และวัฏจักรความร้อนในวงโคจร^{[ 20 ]}
• ฮาร์ดแวร์ได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานจำกัด^{[ 21 ]}
  • การบำรุงรักษาและการซ่อมแซมในอวกาศ (เรียกว่าOn-Orbit Servicing (OOS) ) ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการนำไปใช้จริง^{[ 22 ] [ 23 ]}
  • ศูนย์ข้อมูลแบบใช้แล้วทิ้ง : ความล้าสมัยของเทคโนโลยีศูนย์ข้อมูล AI เป็นเรื่องที่น่ากังวลและการบำรุงรักษาที่ยากลำบากในอวกาศ บ่งชี้ว่าศูนย์ข้อมูลอวกาศเหล่านั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อการใช้งานเพียงครั้งเดียว
• เพื่อยืดอายุการใช้งาน โครงสร้างพื้นฐานในอวกาศจะต้องได้รับการเติมเชื้อเพลิงหรือปรับวงโคจรโดยผู้ให้บริการ ซึ่งจะทำให้ต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มสูงขึ้น
• SSOเป็นทรัพยากรที่มีจำกัดและจำเป็นต้องมีการจัดการและการแบ่งปันอย่างเหมาะสม^{[ 24 ]}
• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมบนโลกนั้นมีความท้าทายในตัวเอง:
  • ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการปล่อยจรวดจำเป็นต้องได้รับการแก้ไข^{[ 25 ] [ 26 ]}
  • การใช้งานนั้นสิ้นเปลืองทรัพยากรของโลกที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือรีไซเคิลได้คอมพิวเตอร์ต้องการทรัพยากรจำนวนมากซึ่งบางส่วนเป็นทรัพยากรเชิงกลยุทธ์การรีไซเคิลขยะอิเล็กทรอนิกส์เป็นเรื่องท้าทายอยู่แล้วบนโลกและเป็นไปได้ยากมากในอวกาศ^{[ 27 ]}
• เศษซากอวกาศ (มลพิษในวงโคจร) เป็นอีกหนึ่งความท้าทายด้านความยั่งยืนสำหรับอวกาศ:
  • วงโคจรก็เหมือนกับทรัพยากรอื่นๆ ที่เป็นทรัพยากรทางกายภาพและแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีจำกัดและมีให้สำหรับมนุษยชาติทั้งหมด การสะสมของดาวเทียมในวงโคจรเฉพาะจะลดการใช้พื้นที่อวกาศเพื่อวัตถุประสงค์อื่นๆ^{[ 28 ]}
  • ผลที่ตามมาจากการเพิ่มจำนวนดาวเทียมในวงโคจรคือความเสี่ยงที่สูงขึ้นของการหลุดออกนอกวงโคจรของเศษซากอวกาศ (ดูอาการเคสเลอร์ ) ซึ่งหมายความว่าวงโคจรบางวงอาจใช้งานไม่ได้^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}
• ความหน่วงและแบนด์วิดท์มีข้อจำกัดในด้านพื้นที่ และใช้ทรัพยากรแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีอยู่อย่างจำกัด
• เปลวสุริยะจากดาวเทียม อาจขัดขวาง การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ทั้งบนพื้นดินและในอวกาศ^{[ 32 ]}

• ต้นกำเนิดสีน้ำเงิน^{[ 33 ]}
• บริษัท Cowboy Space Corporation (เดิมชื่อ Aetherflux) ^{[ 34 ]}
• เอจ แอโรสเปซ^{[ 16 ]}
• Google – โครงการ Suncatcher ^{[ 35 ]}
• Nvidia ^{[ 36 ]}
• OpenAI ^{[ 37 ] [ 38 ]}
• SpaceX ^{[ 39 ]}
• สตาร์คลาวด์^{[ 40 ]}

• แหวนไดสัน
• อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์
• มาตราคาร์ดาเชฟ
• การสื่อสารด้วยเลเซอร์ ในอวกาศการส่งสัญญาณไมโครเวฟและดาวเทียมสื่อสาร
• ตลาดการปล่อยจรวดอวกาศ
• เครือข่ายอวกาศและเครือข่ายใกล้โลก
• การวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์และประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์
• แผงโซลาร์เซลล์บนยานอวกาศ
• ประตูมิติ
• สตาร์ลิงก์
• เทราแฟบ