Los centros de datos se trasladan al espacio para mitigar el consumo energ¨¦tico y la contaminaci¨®n

A grandes problemas, soluciones extraordinarias. Es lo que ha pensado la Comisi¨®n Europea ante el incremento exponencial de la computaci¨®n; su gasto energ¨¦tico, que se espera que alcance el 10% del consumo mundial; y la contaminaci¨®n que genera, ¡°el 4% de los gases de efecto invernadero producidos por la actividad humana, ligeramente superior a la industria aeroespacial global¡±, seg¨²n la Escuela Superior de Tecnolog¨ªa de la Universidad de Quebec (Canad¨¢). La UE ha seleccionado a Thales Alenia Space (67% Thales y 33% Leonardo) para estudiar la viabilidad del programa ASCEND (siglas en ingl¨¦s para Nube Espacial Europea para Redes de Cero Emisiones y Soberan¨ªa de Datos). El objetivo, incluido en el programa de investigaci¨®n Horizon Europe, es la instalaci¨®n de centros de datos en ¨®rbita.

¡°Las infraestructuras digitales en su conjunto representan una parte sustancial del consumo de energ¨ªa en todo el mundo, con una considerable huella de carbono¡±, advierte Sammy Zoghlami, vicepresidente de la compa?¨ªa Nutanix. Seg¨²n sus datos, ¡°solo en Europa, Oriente Pr¨®ximo y ?frica, los centros de datos consumen m¨¢s de 90 Teravatios por hora al a?o, con un nivel de emisiones equivalente al que generan unos 5,9 millones de veh¨ªculos (27 millones de toneladas de CO?)¡±.

Algunas empresas afrontan este problema recurriendo a fuentes de energ¨ªa libres de carbono. Es el caso de Google Cloud, que utilizar¨¢ 149 megavatios de electricidad de origen solar procedente de un nuevo parque fotovoltaico situado en Toro (Zamora). Con este recurso aspira a que la regi¨®n de Madrid y las oficinas en Espa?a puedan funcionar en tres a?os al 90% con este tipo de fuentes, como ya hacen las regiones de Finlandia, Iowa, Montreal, Oreg¨®n y Toronto. Amazon cuenta en su centro log¨ªstico de Sevilla con 13.300 paneles solares con capacidad para generar 5,26 megavatios, la mayor instalaci¨®n de la compa?¨ªa Europa.

Pero no todas las empresas de datos tienen esta capacidad y la industria crece y demanda cada vez m¨¢s. Ante esta realidad, el objetivo del proyecto ASCEND es demostrar la capacidad futura de los centros de datos en ¨®rbita para que, utilizando energ¨ªa solar fuera de la atm¨®sfera terrestre, se reduzca sustancialmente la huella de carbono de la digitalizaci¨®n.

Yves Durand, es el director de tecnolog¨ªas en Thales Alenia Space, el consorcio encargado de estudiar la viabilidad de estos centros de datos espaciales en el pr¨®ximo a?o y medio con el objetivo de instalarlos en la primera mitad de la pr¨®xima d¨¦cada. Durand afirma que las iniciativas como la de Google no son suficientes: ¡°La mayor¨ªa de los centros de datos en Europa utilizan ahora fuentes altamente carbonizadas. Estas infraestructuras son grandes consumidores de energ¨ªa: entre el 2% y el 3% mundial ahora y creciendo el doble cada a?o. Llegar¨¢n a suponer el 10% del total global. No podemos producir tanta energ¨ªa libre de carbono ante las tremendas demandas, a las que se sumar¨¢n, por ejemplo, los coches el¨¦ctricos o la producci¨®n de hidr¨®geno, ni podemos cubrir toda nuestra superficie de placas solares¡±.

Sus c¨¢lculos prev¨¦n que en 2050 no se puedan cubrir todas las necesidades al ritmo actual de crecimiento de la demanda, por lo que llevar los centros de datos al espacio, seg¨²n afirma, ¡°parece una buena alternativa ante el gran problema de la energ¨ªa y la huella de carbono¡±.

El primer gran desaf¨ªo es construir una instalaci¨®n tan grande en el espacio. ¡°Es la raz¨®n por la que hemos unido en un gran consorcio a los principales especialistas en infraestructura espaciales¡±, aclara. Este grupo lo conforman Carbone 4, VITO, Orange, CloudFerro, Hewlett Packard Enterprise, ArianeGroup, DLR, Airbus Defence and Space y Thales Alenia Space.

¡°Hemos aunado a los mejores de cada clase¡±, afirma Dur¨¢n, quien explica que entre los trabajos a realizar se encuentra optimizar la arquitectura espacial para encontrar el mejor modelo y a un coste asumible. Este, seg¨²n el investigador, ser¨¢ ¡°el equivalente al de construir una central nuclear¡±. La Sociedad Nuclear Espa?ola calcula que para estas instalaciones se precisan entre 4.000 y 5.000 millones de euros.

El responsable de tecnolog¨ªa de Thales Alenia Space cree que es posible, como demuestra la existencia de la Estaci¨®n Espacial Internacional, y que su construcci¨®n ser¨¢ ¡°sin astronautas, completamente autom¨¢tica¡±. ¡°De hecho, el proyecto implica ensamblaje especial con rob¨®tica¡±, a?ade. La base es dise?ar un centro modular con paquetes electr¨®nicos f¨¢ciles de llevar en una lanzadera reutilizable y ensamblables. La comunicaci¨®n, a diferencia de las instalaciones terrestres, no depender¨¢ de fibra, sino que utilizar¨¢ tecnolog¨ªa ¨®ptica.

Ahorro energ¨¦tico

Y solo con el ahorro energ¨¦tico en refrigeraci¨®n, aprovechando las bajas temperaturas del espacio, se conseguir¨¢ evitar un enorme consumo. Una parte significativa del uso de energ¨ªa de un centro de datos se destina a enfriar los equipos. En algunas instalaciones, esta partida supone m¨¢s del 50%. En las ¨®rbitas de la Tierra, la temperatura puede llegar a los -180?C en la sombra de nuestro planeta.

El objetivo inicial de Ascend es demostrar que este proyecto tiene sentido, en especial, si se quiere alcanzar las emisiones neutras antes de 2050. Pero las implicaciones van m¨¢s all¨¢. Estos centros de computaci¨®n orbitales son una herramienta fundamental en la pr¨®xima exploraci¨®n espacial, con la posible instalaci¨®n de bases lunares o la conquista de Marte.

Con estas infraestructuras, ya no es necesario recopilar datos en el espacio, traerlos de vuelta y almacenarlos y analizarlos en la Tierra. ¡°Y tambi¨¦n algo muy importante¡±, a?ade Duran: ¡°Podemos reaccionar mucho m¨¢s r¨¢pido si tenemos capacidad de procesamiento en el espacio¡±. Una comunicaci¨®n entre Marte y la Tierra tarda 40 minutos en ir y volver, por lo que la transmisi¨®n de una informaci¨®n cr¨ªtica precisa de otro modelo.

Otro de los grandes desaf¨ªos es la radiaci¨®n, que afecta tanto a los componentes f¨ªsicos del sistema como a la computaci¨®n. Durand admite que es un asunto principal, pero explica que ya existe una gran experiencia con las constelaciones de sat¨¦lites para telecomunicaciones.

Computaci¨®n cu¨¢ntica

Ya est¨¢n identificadas las aplicaciones que se podr¨ªan beneficiar de estos nuevos centros, como la computaci¨®n con redes neuronales o los centros financieros, que precisan de una gran capacidad de procesamiento. Tambi¨¦n la computaci¨®n cu¨¢ntica, que requiere temperaturas extremadamente bajas y ausencia de vibraci¨®n, algo que se puede conseguir en el espacio.

Estos centros ser¨¢n seguros, aunque la eventualidad de un ciberataque es siempre posible porque las tecnolog¨ªas avanzan tanto para los usos adecuados como para los espurios. ¡°Tendremos que imaginar protecciones que ser¨¢n diferentes a las usadas en la Tierra¡±, aclara Duran.

Los centros de datos en el espacio ya existen, aunque en unas proporciones muy diferentes a los previstos por la Comisi¨®n Europea. La Estaci¨®n Espacial Internacional cuenta con el HPE Spaceborne Computer-2 (SBC-2), el primer sistema de computaci¨®n en el espacio habilitado para IA que ya ha completado 24 experimentos de investigaci¨®n.

La Agencia Espacial Europea tambi¨¦n ha lanzado el PhiSat-1, el primer sat¨¦lite con procesamiento de IA a bordo que utiliza el chip Movidius Myriad 2 de Intel.

Otros ahorros

Y no solo los centros de datos pueden ayudar a reducir la huella de carbono. Cualquier uso de la informaci¨®n obtenida desde el espacio puede ayudar a una sostenibilidad global. Seg¨²n el Sustainable Business Studio de Globant para Inmarsat, empresa de comunicaciones m¨®viles globales por sat¨¦lite, el mundo podr¨ªa adelantar en 10 a?os la descarbonizaci¨®n si las industrias aprovecharan al m¨¢ximo las tecnolog¨ªas espaciales existentes y emergentes. En este sentido, de acuerdo con Globant, la plena adopci¨®n de los sistemas disponibles permitir¨ªa lograr una reducci¨®n del 11,5% de las emisiones mundiales en 2030, sumando al 2.5% de ahorro actual un 9% de la incorporaci¨®n de nuevos usos.

Para Elena Morettini, cient¨ªfica principal del informe, ¡°desde un punto de vista tecnol¨®gico y cient¨ªfico, la reducci¨®n potencial de las emisiones de CO? de las tecnolog¨ªas satelitales es inmensa¡±. ¡°Definitivamente¡±, a?ade, ¡°no es la falta de innovaci¨®n lo que impide un mayor ¨¦xito en la sostenibilidad, sino la falta de inversi¨®n lo que se interpone en el camino¡±.

Seg¨²n el informe, los datos aportados por los sat¨¦lites permitir¨ªan una optimizaci¨®n significativa de las rutas de transporte, tanto de pasajeros como de mercanc¨ªas, y una mayor eficacia en la detecci¨®n de emisiones de metano.

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