我们需要把数据中心搬到太空吗？

不久前，总部位于佛罗里达州的初创公司 Lonestar Data Holdings 把一个鞋盒大小的设备送上了太空，这个小盒子内置来自互联网先驱 Vint Cerf 以及佛罗里达州政府等的数据，并随美国直觉机器公司的“雅典娜”号月球着陆器一同升空。

当这个设备在月球上着陆时，Lonestar 公司实际上是在尝试解决一个很多技术专家都在思考的问题：我们是否应该考虑将数据中心搬到地球之外的地方去呢？

如今，随着 AI 的崛起，耗电量巨大的数据中心如同雨后春笋般在全球各地涌现，这些数据中心不仅需要大量的电力来运行，还占据了宝贵的土地资源，给电网增加了负担，消耗了大量的水资源，并且产生了噪音污染。

如果能在太空中或者在月球上建设这样的设施或许可以有效地解决这些问题，既减轻了地球上的资源压力，又能够继续满足日益增长的数据存储需求。

对于 Lonestar 公司的总裁兼首席营收官 Steve Eisele 而言，在月球上进行数据存储的核心吸引力在于安全性。“归根结底，月球可能是数据备份的最安全选择，它更难被黑客攻击，毕竟要突破它的防护要困难得多，而且它还不受地球上任何问题的影响，从自然灾害，到停电，甚至是战争等等。”他表示。

Lonestar 公司的设备配备约 8TB 的存储容量，比高端笔记本电脑的存储量还要大。然而由于月球夜晚温度骤降且太阳能无法继续供给能量，这个设备只能在月球上持续运行几周时间。但该公司预计，这段时间足以测试诸如数据下载和上传以及验证安全数据传输协议等实际操作问题。

而且该公司还有更宏伟的计划。最早在 2027 年，Lonestar 的目标是利用放置在地球与月球之间的拉格朗日点 L1（距离月球表面 61,350 公里的一个引力稳定点）的一批卫星，推出一项商业数据存储服务。在那里，航天器可以持续观测地球，以便实现数据的持续访问。

实际上，不只是 Lonestar 公司，其他公司也有类似的计划。比如，美国太空公司 Axiom Space 计划在未来几个月内向空间站发射一台服务器原型。到 2027 年，该公司希望在其自己的空间站模块中建立一个低地轨道计算节点。

总部位于华盛顿州的 Starcloud 公司也押注在太空处理数据的需求。这家公司在去年 12 月完成了一轮 1,100 万美元的融资，此后又获得了更多资金。它计划在今年晚些时候发射一颗配备英伟达 GPU 的小型数据处理卫星。

Axiom Space 公司看到了太空计算能力的迫切需求，不仅仅是为了给地球上的数据提供“坚不可摧”的备份。

毕竟，越来越多的地球观测和太空观测卫星都面临着带宽限制的问题。在用户能够从卫星观测中获取任何有用信息之前，图像必须被传输到分散在地球上的地面站，然后再传送到数据中心进行处理，这就导致了延迟。

“太空中的数据中心将有助于加速实现许多应用场景。” Axiom Space 公司的太空数据与安全全球总监 Jason Aspiotis 说，“从发现情况到采取行动的时间，对于国家安全以及一些科学应用来说都非常重要。太空中的计算机还可以节省将所有数据传输到地面所需的成本。”

但要使这些数据中心取得成功，它们必须能够承受太空中的恶劣条件，获取足够的太阳能来运行，并且在经济上具有可行性。然而支持者们表示，这些挑战比看起来更容易解决，尤其是考虑到地球上的数据中心存在的这些问题时。

在太空中会更好吗？

AI 和加密货币挖矿的热潮引发了人们对地球上计算基础设施对环境影响的担忧。目前，数据中心消耗了全球约 1% 到 2% 的电力。根据高盛去年发布的一份报告，到 2030 年这一数字可能会翻倍。

太空科技爱好者认为，轨道数据中心可以解决这个问题。

“地球上的数据中心运行需要大量电力，这意味着它们的碳排放量很高。” 欧洲航空航天公司 Thales Alenia Space 的太空系统架构师 Damien Dumestier 说，“它们还会产生大量热量，所以需要用水来冷却。在太空中，所有这些都不再是问题，因为在太空中有无限量供应的太阳能，并且可以直接将多余的热量辐射到太空中。”

Dumestier 曾经领导了一项由欧盟资助的研究项目，探讨在地球轨道上建立大规模信息技术基础设施的可能性。

他认为，对于数据传输和存储来说，太空比地球更安全。“海底光纤电缆容易受到破坏和自然灾害的影响。例如，一次海底火山爆发就曾切断汤加的互联网连接长达两周之久。”他说道。

在高空，通过激光链路连接的数据中心将更难以被切断或入侵。除非遭遇反卫星导弹、太空核爆炸或拦截机器人，否则这些超级计算中心几乎是无法被触及的。

当然，除了微陨石和太空碎片之外，航天器可以避开它们，并且在一定程度上可以通过工程设计来抵御它们的威胁。

在地球的保护大气层之外，电子设备还会暴露在来自太阳的高能粒子之下，随着时间的推移，这些粒子可能会对设备造成损害。

Axiom Space 公司计划通过使用经过加固的军用设备来解决这个问题，Aspiotis 表示，这些设备在极端环境中能够很好地运行；Lonestar 公司则认为，最终将其数据中心安置在月球表面下的熔岩管中，可以避免月球附近的强烈辐射。

接下来的问题还包括如何为这些设施供电。尽管地球轨道上的太阳能是免费且取之不尽的，但是之前从未有过以如此规模收集太阳能来支持像地球上那样庞大的数据基础设施的经验。

Thales Alenia Space 公司的一项研究名为“ASCEND”研究项目，设想中的轨道数据平台规模是迄今为止建造的最大太空结构国际空间站的两倍。

ASCEND 平台核心的服务器机架将由巨大的太阳能电池阵列供电，这些电池阵列可产生 1 兆瓦的电力，相当于大约 500 个西方家庭的用电量。相比之下，国际空间站上的太阳能电池板在完全光照条件下仅能产生约四分之一的电量，即 240 千瓦。

除此之外，发射成本以及火箭发射对环境的影响也使情况变得复杂。Dumestier 表示，要使基于太空的数据中心在环保方面取得成功，火箭飞行的碳足迹需要得到改善。

“SpaceX 公司的‘星舰’旨在承载非常大的载荷，因此对于每千克的发射量来说可能更便宜、更高效，这是朝着正确方向迈出的重要一步，或许还能为到 2030 年部署大规模轨道数据中心铺平道路。”他说道。

Aspiotis 也认同这些观点，“在不久的将来，太空中的数据中心将和地面上的数据中心一样经济实惠。” 他说，“在这种情况下，我们为什么还希望它们建在地面上，消耗电力、水以及包括房地产在内的其他各种资源呢？”

然而，英国安格利亚鲁斯金大学的智能系统与数据科学副教授 Domenico Vicinanza 对这种乐观态度提出了谨慎的观点。他指出，大规模地将数据中心迁往太空仍然有点像天方夜谭。毕竟，能够组装和维护如此大规模结构的机器人技术目前还不存在，而且在恶劣的轨道环境中，硬件故障会增加维护成本。

“在轨道上解决问题远非易事。即使有机器人技术和自动化技术，能够远程修复的问题也存在局限。” Vicinanza 说，“虽然太空提供了全天候的太阳能这一优势，但太阳耀斑和宇宙辐射可能会损坏敏感电子设备，从主流微芯片到未经过专门设计和测试以在太空中运行的存储器亦是如此。”

他还指出，任何碰撞都可能使地球轨道上的太空碎片进一步增加。“数据中心的任何意外损坏都可能产生连锁反应，形成更多的碎片，从而进一步加剧轨道运行的复杂性。” 他补充说。

支持者们表示，即使我们不将数据中心迁出地球，这项技术也是我们未来扩大太空探索所必需的。

“月球经济将会持续发展，在未来五年内，我们将需要在月球上建立数字基础设施。” Eisele 表示，“我们将会拥有需要相互通信的机器人，各国政府将建立科学基地，并且将需要数字基础设施来满足他们不仅在月球上，而且在前往火星及更远地方时的需求。因此，这将是我们未来宏伟目标的重要组成部分。”他说道。

https://www.technologyreview.com/2025/03/03/1112758/should-we-be-moving-data-centers-to-space/