Los centros de datos se trasladan al espacio para mitigar el consumo energ茅tico y la contaminaci贸n | Ciencia


Recreaci贸n de un centro de datos en la 贸rbita de la Tierra.
Recreaci贸n de un centro de datos en la 贸rbita de la Tierra.Thales Alenia Space

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

鈥淟as infraestructuras digitales en su conjunto representan una parte sustancial del consumo de energ铆a en todo el mundo, con una considerable huella de carbono鈥, advierte Sammy Zoghlami, vicepresidente de la compa帽铆a Nutanix. Seg煤n sus datos, 鈥渟olo en Europa, Oriente Pr贸ximo y 脕frica, los centros de datos consumen m谩s de 90 Teravatios por hora al a帽o, con un nivel de emisiones equivalente al que generan unos 5,9 millones de veh铆culos (27 millones de toneladas de CO鈧)鈥.

Algunas empresas afrontan este problema recurriendo a fuentes de energ铆a libres de carbono. Es el caso de Google Cloud, que utilizar谩 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贸n de Madrid y las oficinas en Espa帽a puedan funcionar en tres a帽os al 90% con este tipo de fuentes, como ya hacen las regiones de Finlandia, Iowa, Montreal, Oreg贸n y Toronto. Amazon cuenta en su centro log铆stico de Sevilla con 13.300 paneles solares con capacidad para generar 5,26 megavatios, la mayor instalaci贸n de la compa帽铆a Europa.

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

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

Sus c谩lculos prev茅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煤n afirma, 鈥減arece una buena alternativa ante el gran problema de la energ铆a y la huella de carbono鈥.

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

鈥淗emos aunado a los mejores de cada clase鈥, afirma Dur谩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煤n el investigador, ser谩 鈥渆l equivalente al de construir una central nuclear鈥. La Sociedad Nuclear Espa帽ola calcula que para estas instalaciones se precisan entre 4.000 y 5.000 millones de euros.

El responsable de tecnolog铆a de Thales Alenia Space cree que es posible, como demuestra la existencia de la Estaci贸n Espacial Internacional, y que su construcci贸n ser谩 鈥渟in astronautas, completamente autom谩tica鈥. 鈥淒e hecho, el proyecto implica ensamblaje especial con rob贸tica鈥, a帽ade. La base es dise帽ar un centro modular con paquetes electr贸nicos f谩ciles de llevar en una lanzadera reutilizable y ensamblables. La comunicaci贸n, a diferencia de las instalaciones terrestres, no depender谩 de fibra, sino que utilizar谩 tecnolog铆a 贸ptica.

Ahorro energ茅tico

Y solo con el ahorro energ茅tico en refrigeraci贸n, aprovechando las bajas temperaturas del espacio, se conseguir谩 evitar un enorme consumo. Una parte significativa del uso de energ铆a de un centro de datos se destina a enfriar los equipos. En algunas instalaciones, esta partida supone m谩s del 50%. En las 贸rbitas de la Tierra, la temperatura puede llegar a los -180潞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谩s all谩. Estos centros de computaci贸n orbitales son una herramienta fundamental en la pr贸xima exploraci贸n espacial, con la posible instalaci贸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. 鈥淵 tambi茅n algo muy importante鈥, a帽ade Duran: 鈥淧odemos reaccionar mucho m谩s r谩pido si tenemos capacidad de procesamiento en el espacio鈥. Una comunicaci贸n entre Marte y la Tierra tarda 40 minutos en ir y volver, por lo que la transmisi贸n de una informaci贸n cr铆tica precisa de otro modelo.

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

Computaci贸n cu谩ntica

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

Estos centros ser谩n seguros, aunque la eventualidad de un ciberataque es siempre posible porque las tecnolog铆as avanzan tanto para los usos adecuados como para los espurios. 鈥淭endremos que imaginar protecciones que ser谩n diferentes a las usadas en la Tierra鈥, aclara Duran.

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

La Agencia Espacial Europea tambi茅n ha lanzado el PhiSat-1, el primer sat茅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贸n obtenida desde el espacio puede ayudar a una sostenibilidad global. Seg煤n el Sustainable Business Studio de Globant para Inmarsat, empresa de comunicaciones m贸viles globales por sat茅lite, el mundo podr铆a adelantar en 10 a帽os la descarbonizaci贸n si las industrias aprovecharan al m谩ximo las tecnolog铆as espaciales existentes y emergentes. En este sentido, de acuerdo con Globant, la plena adopci贸n de los sistemas disponibles permitir铆a lograr una reducci贸n del 11,5% de las emisiones mundiales en 2030, sumando al 2.5% de ahorro actual un 9% de la incorporaci贸n de nuevos usos.

Para Elena Morettini, cient铆fica principal del informe, 鈥渄esde un punto de vista tecnol贸gico y cient铆fico, la reducci贸n potencial de las emisiones de CO鈧 de las tecnolog铆as satelitales es inmensa鈥. 鈥淒efinitivamente鈥, a帽ade, 鈥渘o es la falta de innovaci贸n lo que impide un mayor 茅xito en la sostenibilidad, sino la falta de inversi贸n lo que se interpone en el camino鈥.

Seg煤n el informe, los datos aportados por los sat茅lites permitir铆an una optimizaci贸n significativa de las rutas de transporte, tanto de pasajeros como de mercanc铆as, y una mayor eficacia en la detecci贸n de emisiones de metano.

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