¿Por qué la economía de la IA orbital es tan cruel?

En cierto sentido, esto era inevitable. Elon Musk y su círculo han estado hablando sobre la IA en el espacio durante años, principalmente en el contexto de la serie de ciencia ficción de Iain Banks sobre un universo del futuro lejano donde naves espaciales inteligentes deambulan y controlan la galaxia.

Ahora, Musk ve una oportunidad de hacer realidad una versión de esta visión. Su empresa, SpaceX, está buscando permiso regulatorio para construir centros de datos orbitales alimentados con energía solar distribuidos entre hasta 1 millón de satélites, potencialmente trasladando hasta 100 gigavatios de potencia informática fuera de la Tierra. Según se informa, sugirió construir algunos de los satélites de IA en la luna.

«El lugar más barato para implementar la IA será el espacio dentro de 36 meses», dijo Musk en un podcast presentado por el cofundador de Stripe, John Collison, la semana pasada.

él no está solo. Según se informa, el jefe de informática de xAI apostó a sus colegas de Anthropic a que el 1% de la informática del mundo estará en marcha para 2028. Google (que tiene una importante participación en SpaceX) ha anunciado un esfuerzo de inteligencia artificial espacial llamado Proyecto Suncatcher que lanzará un prototipo de vehículo en 2027. StarCloud, una startup que recaudó 34 millones de dólares con el respaldo de Google y Andreessen Horowitz, ha presentado su propio plan. La semana pasada hubo 80.000 constelaciones de satélites. Incluso Jeff Bezos dice que este es el futuro.

Pero detrás de todo esto, ¿qué se necesita realmente para instalar un centro de datos en el espacio?

En el primer análisis, los centros de datos terrestres actuales siguen siendo más baratos que los centros de datos orbitales. El ingeniero espacial Andrew McCalip ha creado una práctica calculadora para comparar los dos modelos. Sus resultados de referencia muestran que un centro de datos orbital de 1 GW podría costar 42.400 millones de dólares, casi tres veces más que un centro de datos terrestre, gracias a los costos iniciales de construir los satélites y ponerlos en órbita.

Según los expertos, cambiar esta ecuación requerirá desarrollo tecnológico multidisciplinario, una inversión de capital significativa y un esfuerzo significativo en la cadena de suministro de componentes de grado espacial. También depende del aumento de los costos in situ a medida que el aumento de la demanda ejerce presión sobre los recursos y las cadenas de suministro.

Diseño y lanzamiento de satélites.

El principal impulsor de cualquier modelo de negocio espacial es cuánto cuesta lanzar algo al espacio. SpaceX de Musk ya ha reducido el costo de alcanzar la órbita, pero los analistas que analizan lo que se necesitaría para hacer realidad un centro de datos orbital necesitan precios aún más bajos para que el caso de negocio funcione. En otras palabras, si bien un centro de datos de inteligencia artificial puede parecer una nueva línea de negocios antes de la oferta pública inicial de SpaceX, el plan depende de completar Starship, el proyecto inconcluso de mayor duración de la compañía.

Consideremos que el coste de poner en órbita un Falcon 9 reutilizable ronda actualmente los 3.600 dólares por kg. Según el documento técnico del Proyecto Suncatcher, los centros de datos espaciales requerirán precios cercanos a los 200 dólares por kg, una mejora de 18 veces esperada en la década de 2030. Pero a ese precio, la energía proporcionada por los satélites Starlink hoy en día tiene un costo competitivo con los centros de datos terrestres.

Se espera que el cohete Starship de próxima generación de SpaceX traiga estas mejoras, y otros cohetes en desarrollo no prometen ahorros comparables. Sin embargo, la nave espacial aún no está operativa y ni siquiera ha alcanzado la órbita. Se espera que la tercera versión de Starship se lance por primera vez en los próximos meses.

Pero incluso si Starship tuviera un éxito total, la premisa de poder ofrecerlo a los clientes a precios bajos de inmediato podría no pasar la prueba del olfato. Los economistas de la consultora Rational Futures argumentan de manera convincente que SpaceX no tiene intención de cobrar mucho menos que su mayor competidor, como hizo con el Falcon 9. De lo contrario, la compañía pondrá su dinero en riesgo. Por ejemplo, si el cohete New Glenn de Blue Origin se vende por 70 millones de dólares, SpaceX no asumirá misiones Starship para clientes externos por mucho menos que eso, que es más de lo que el constructor del centro de datos espacial ha asumido públicamente.

«Todavía no tenemos suficientes cohetes para lanzar un millón de satélites, por lo que estamos muy lejos de lograrlo», dijo Matt Gorman, director ejecutivo de Amazon Web Services, en un evento reciente. «Si piensas en el costo de llevar una carga útil al espacio hoy en día, es enorme. Simplemente no es económico».

Aún así, si el lanzamiento es la pesadilla de todo negocio espacial, el segundo desafío son los costos de producción.

«En este punto, siempre pensamos que es un hecho que Starship costará cientos de dólares por kilogramo», dijo Makarip a TechCrunch. «La gente no tiene en cuenta que los satélites cuestan actualmente cerca de 1.000 dólares el kilogramo».

El costo de fabricación de un satélite es la mayor parte de su precio, pero si se pueden construir satélites de alta potencia por aproximadamente la mitad del costo de los satélites Starlink actuales, las cifras comienzan a tener sentido. SpaceX está logrando grandes avances en la economía de los satélites mientras construye Starlink, su red de comunicaciones sin precedentes, y espera lograr aún más a través de la escala. Una de las razones detrás de 1 millón de satélites es, sin duda, la reducción de costes mediante la producción en masa.

Aún así, los satélites utilizados para estas misiones deben ser lo suficientemente grandes como para cumplir con los complejos requisitos de ejecutar potentes GPU, incluidos grandes paneles solares, sistemas de gestión térmica y enlaces de comunicación basados ​​en láser para recibir y distribuir datos.

El documento técnico 2025 del Proyecto Suncatcher proporciona una forma de comparar los centros de datos terrestres y espaciales por costos de energía, un insumo fundamental necesario para ejecutar chips. En el terreno, los centros de datos gastan aproximadamente entre 570 y 3000 dólares al año por 1 kW de energía, dependiendo de los costos de energía locales y la eficiencia del sistema. En cambio, los satélites Starlink de SpaceX obtienen su energía de paneles solares a bordo, pero el costo de adquirir, lanzar y mantener estas naves espaciales cuesta 14.700 dólares por kW de energía al año. En pocas palabras, para ser competitivos en términos de costos con la energía medida, los satélites y sus componentes deben ser significativamente más baratos.

El entorno espacial no se deja engañar.

Los defensores de los centros de datos orbitales suelen decir que la gestión térmica es «gratuita» en el espacio, pero eso es una simplificación excesiva. Sin atmósfera, sería más difícil dispersar el calor.

«Simplemente disipar ese calor en la oscuridad del espacio depende de radiadores muy grandes, por lo que hay una enorme cantidad de superficie y masa que gestionar, lo que reconocemos que es uno de los desafíos clave, especialmente a largo plazo», dijo Mike Safian, ejecutivo de Planet Labs, que está construyendo un prototipo de satélite para Google Suncatcher, cuyo lanzamiento está previsto para 2027.

Además del vacío del espacio, los satélites de IA también deben hacer frente a la radiación cósmica. Los rayos cósmicos también pueden degradar los chips con el tiempo y provocar errores de «cambio de bits» que pueden dañar los datos. Los chips pueden protegerse con escudos, utilizar componentes endurecidos por radiación u operar en serie con verificación de errores redundante, pero todas estas opciones implican un costoso intercambio de masa. Aún así, Google utilizó haces de partículas para probar los efectos de la radiación en unidades de procesamiento de tensores, chips diseñados explícitamente para aplicaciones de aprendizaje automático. Ejecutivos de SpaceX dijeron en las redes sociales que la compañía adquirió el acelerador de partículas precisamente con ese propósito.

Otro desafío proviene de los propios paneles solares. La lógica de este proyecto es el arbitraje energético. Colocar paneles solares en el espacio puede ser de cinco a ocho veces más eficiente que en la Tierra, y si estás en la órbita correcta, podrás ver el sol más del 90% del día, lo que aumenta la eficiencia. La electricidad es el principal combustible para los chips, por lo que más energía equivale a centros de datos más baratos. Pero incluso los paneles solares se vuelven más complicados en el espacio.

Los paneles solares con clasificación espacial fabricados con elementos de tierras raras son duraderos, pero demasiado caros. Los paneles solares hechos de silicio son baratos y cada vez más populares en el espacio, como los utilizados por Starlink y Amazon Kuiper, pero se degradan mucho más rápido bajo la influencia de la radiación cósmica. Esto limitaría la vida útil de los satélites de IA a unos cinco años, lo que significa que tendrían que obtener un retorno de la inversión más rápido.

Aun así, algunos analistas creen que no es gran cosa basándose en la rapidez con la que llegan al mercado las nuevas generaciones de chips. «Incluso después de cinco o seis años, no será rentable en dólares por kilovatio hora, porque no es tecnología de vanguardia», dijo a TechCrunch el director ejecutivo de StarCloud, Philip Johnston.

Danny Field, ejecutivo de Celestial, una startup que fabrica paneles solares de silicio aptos para el espacio, dijo que la industria ve los centros de datos orbitales como un motor clave de crecimiento. Dijo que está hablando con varias empresas sobre posibles proyectos de centros de datos y que «cualquier empresa que sea lo suficientemente grande como para tener un sueño al menos lo está considerando». Pero como ingeniero de diseño de naves espaciales desde hace mucho tiempo, no descarta los desafíos de estos modelos.

«Siempre es posible extrapolar la física a un tamaño mayor», dijo Field. «Tengo muchas ganas de ver cómo algunas de estas empresas llegan al punto en que tenga sentido económico y el caso de negocio esté cerrado».

¿Cómo encajan los centros de datos espaciales?

Hay una pregunta sin respuesta con respecto a estos centros de datos. La pregunta es qué hacer con el centro de datos. ¿Son de propósito general, para inferencia o para entrenamiento? Según los casos de uso existentes, es posible que no sean totalmente compatibles con los centros de datos terrestres.

El principal desafío a la hora de entrenar nuevos modelos es conseguir que miles de GPU funcionen juntas. La mayor parte del entrenamiento de modelos no se distribuye y ocurre en centros de datos separados. Los hiperescaladores están trabajando para cambiar esto y aumentar la potencia de sus modelos, pero esto aún no se ha logrado. De manera similar, el entrenamiento en el espacio requiere coherencia entre las GPU en múltiples satélites.

El equipo del Proyecto Suncatcher de Google señala que los centros de datos terrestres de la compañía conectan redes TPU a cientos de gigabits por segundo de rendimiento. Actualmente, los enlaces de comunicaciones entre satélites más rápidos disponibles en el mercado que utilizan láseres sólo pueden alcanzar hasta unos 100 Gbps.

Esto llevó a la interesante arquitectura de Suncatcher. Esto requeriría volar 81 satélites en formación y volarlos lo suficientemente lejos como para utilizar los tipos de transceptores utilizados por los centros de datos terrestres. Por supuesto, esto conlleva sus propios desafíos. Se necesita autonomía para garantizar que cada nave espacial permanezca en la estación correcta, incluso si se requieren maniobras para evitar desechos orbitales u otra nave espacial.

Aún así, nuestra investigación ofrece las siguientes advertencias: aunque el trabajo de inferencia puede resistir entornos de radiación orbital, se necesita más investigación para comprender el impacto potencial de los cambios de bits y otros errores en las cargas de trabajo de entrenamiento.

Las tareas de inferencia no requieren que miles de GPU funcionen simultáneamente. Este trabajo probablemente podría realizarse utilizando docenas de GPU en un solo satélite. Esta arquitectura es una especie de producto mínimo viable y podría ser el punto de partida para un negocio de centro de datos orbital.

«El entrenamiento en el espacio no es ideal», dijo Johnston. «Creo que casi todas las cargas de trabajo de inferencia se realizarán en el espacio», afirma, imaginando que todo, desde agentes de voz de servicio al cliente hasta consultas ChatGPT, se calculan en órbita. Dijo que el primer satélite de IA de la compañía ya está generando ingresos al realizar inferencias en órbita.

Hay pocos detalles en la presentación de la compañía a la FCC, pero se espera que los centros de datos orbitales de SpaceX entreguen alrededor de 100 kW por tonelada de potencia informática, aproximadamente el doble que los satélites Starlink actuales. Las naves espaciales trabajan en conjunto y comparten información mediante la red Starlink. La aplicación afirma que el enlace láser de Starlink puede alcanzar un rendimiento a nivel de petabit.

En el caso de SpaceX, la reciente adquisición de xAI por parte de la compañía (que está construyendo su propio centro de datos terrestre) le dará una posición en los centros de datos terrestres y orbitales para ver a qué cadena de suministro puede adaptarse más rápido.

Este es el beneficio de las operaciones de punto flotante fungible por segundo, si puede hacer que funcione. «Un fracaso es un fracaso y no importa dónde esté», dijo McAlip. «[SpaceX]puede crecer hasta que encuentre cuellos de botella en permisos terrestres e inversión de capital, y luego volver a los despliegues espaciales».

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