Los centros de datos se trasladan al espacio para reducir el consumo de energía y la contaminación

Soluciones extraordinarias para grandes problemas. Eso pensó la Comisión Europea ante el aumento exponencial del procesamiento de datos; su consumo de energía, que se espera alcance el 10% del consumo mundial; y la contaminación que genera, “el 4% de los gases de efecto invernadero producidos por la actividad humana, un poco más que la industria aeroespacial mundial”, según la Escuela Superior de Tecnología de la Universidad de Quebec (Canadá).

Réplica de un centro de datos en órbita terrestre.Habitación Thales Alenia

 

La UE ha seleccionado a Thales Alenia Space (67% Thales y 33% Leonardo) para estudiar la viabilidad del programa ASCEND (European Space Cloud for Zero Emission Networks and Data Sovereignty). El objetivo incluido en el programa de investigación Horizonte Europa es la instalación de centros de datos en órbita.

«La infraestructura digital en su conjunto representa una parte significativa del consumo de energía en todo el mundo, con una importante huella de carbono», dijo Sammy Zoghlami, vicepresidente de Nutanix. Según ellos, «solo los centros de datos de Europa, Oriente Medio y África consumen más de 90 teravatios hora al año, con la emisión de unos 5,9 millones de vehículos (27 millones de toneladas de CO₂)».

Algunas empresas están abordando este problema cambiando a fuentes de energía libres de carbono. Es el caso de Google Cloud, que utilizará 149 megavatios de energía solar de un nuevo parque fotovoltaico en Toro (Zamora). Con este recurso espera que en tres años la región de Madrid y las oficinas en España puedan trabajar al 90% con este tipo de fuentes, como ya lo están haciendo las regiones de Finlandia, Iowa, Montreal, Oregón y Toronto. Amazon dispone de 13.300 paneles solares con una capacidad de 5,26 megavatios en su centro logístico de Sevilla, la mayor instalación de la compañía en Europa.

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Pero no todas las empresas de datos tienen esta capacidad, y la industria está creciendo y exigiendo cada vez más. Ante esta realidad, el objetivo del proyecto ASCEND es demostrar la capacidad futura de los centros de datos en órbita para reducir significativamente la huella de carbono de la digitalización mediante el aprovechamiento de la energía solar fuera de la atmósfera terrestre.

Yves Durand es director de tecnología de Thales Alenia Space, el consorcio encargado de estudiar la viabilidad de estos centros de datos espaciales durante el próximo año y medio, con el objetivo de tenerlos instalados en la primera mitad de la próxima década. Iniciativas como la de Google no son suficientes, dice Durand: “Actualmente, la mayoría de los centros de datos en Europa utilizan fuentes altamente carbonizadas. Estas infraestructuras son grandes consumidoras de energía: actualmente entre el 2% y el 3% a nivel mundial y creciendo dos veces al año. Alcanzarán el 10% del total mundial. No podemos producir tanta energía libre de carbono dada la enorme demanda, a la que añadimos, por ejemplo, los coches eléctricos o la producción de hidrógeno, ni podemos cubrir toda nuestra zona con paneles solares”.

Sus cálculos asumen que en 2050 no será posible atender toda la demanda dado el crecimiento actual de la demanda. Por ello, ve la reubicación de los centros de datos en el espacio “como una buena alternativa al gran problema de la huella energética y de CO2”.

El primer gran desafío es construir una instalación tan grande en el espacio. “Por eso reunimos a los más importantes especialistas en infraestructura espacial en un gran consorcio”, aclara. Este grupo está formado por Carbone 4, VITO, Orange, CloudFerro, Hewlett Packard Enterprise, ArianeGroup, DLR, Airbus Defence and Space y Thales Alenia Space.

“Reunimos a los mejores de cada clase”, confirma Durán, quien explica que el trabajo a realizar también incluye optimizar la arquitectura del espacio para encontrar el mejor modelo a un precio asequible. Según el investigador, esto es “el equivalente a construir una central nuclear”. La compañía nuclear española estima que para estas plantas se necesitarán entre 4.000 y 5.000 millones de euros.

El responsable de tecnología de Thales Alenia Space cree que es posible, como demuestra la existencia de la Estación Espacial Internacional, y que su construcción se realizará «sin astronautas, de forma totalmente automática». “De hecho, el proyecto es un montaje especial con robótica”, añade. La base es la construcción de un centro modular con carcasas de electrónica de fácil transporte en una lanzadera reutilizable y de montaje. La comunicación no dependerá de la fibra óptica, a diferencia de las instalaciones terrestres, sino que utilizará tecnología óptica.

 

Ahorra energía

Y sólo ahorrando energía en refrigeración, aprovechando las bajas temperaturas de la estancia, se pueden evitar consumos descomunales. Una parte significativa del consumo de energía de un centro de datos se destina a equipos de refrigeración. En algunas instituciones, este rubro representa más del 50%. En las órbitas de la Tierra, la temperatura a la sombra de nuestro planeta puede alcanzar los -180 °C.

El objetivo inicial de Ascend es mostrar que este proyecto tiene sentido, especialmente si quiere ser neutral en carbono antes de 2050. Pero las implicaciones van más allá. Estos centros de datos orbitales son una herramienta fundamental en la próxima exploración espacial, con la posible instalación de bases lunares o la conquista de Marte.

Con estas infraestructuras, ya no es necesario recopilar datos en el espacio, traerlos de vuelta, almacenarlos y analizarlos en la Tierra. “Y otra cosa muy importante”, añade Durán: “Podemos reaccionar mucho más rápido si tenemos capacidad de procesamiento en el espacio.” Una comunicación entre Marte y la Tierra tarda 40 minutos ida y vuelta, por lo que la transmisión de información crítica requiere un modelo diferente.

Otro desafío importante es la radiación, que afecta tanto a los componentes físicos del sistema como a la computación. Durand admite que este es un gran problema, pero explica que ya hay mucha experiencia con las constelaciones de satélites para telecomunicaciones.

Computación cuántica

Ya se han identificado las aplicaciones que podrían beneficiarse de estos nuevos centros, como por ejemplo: B. computación con redes neuronales o centros financieros que requieren gran capacidad de procesamiento. Las computadoras cuánticas, que requieren temperaturas extremadamente bajas y sin vibraciones, también se pueden lograr en el espacio.

Estos centros serán seguros, aunque la eventualidad de un ataque cibernético siempre es posible a medida que avanzan las tecnologías con fines tanto razonables como falsos. “Necesitamos imaginar una protección diferente a la que tenemos en la Tierra”, aclara Duran.

Ya existen centros de datos en el espacio, aunque en proporciones completamente diferentes a las previstas por la Comisión Europea. La Estación Espacial Internacional alberga el HPE Spaceborne Computer-2 (SBC-2), el primer sistema informático habilitado para IA en el espacio, que ya ha completado 24 experimentos de investigación.

La Agencia Espacial Europea también lanzó PhiSat-1, el primer satélite con procesamiento de IA integrado que utiliza el chip Movidius Myriad 2 de Intel.

Otros ahorros

Y no son solo los centros de datos los que pueden ayudar a reducir su huella de carbono. Cualquier uso de la información del espacio puede contribuir a la sostenibilidad global. De acuerdo con él estudio de negocios sostenibles Desde Globant hasta Inmarsat, una compañía global de comunicaciones móviles por satélite, el mundo podría lograr la descarbonización 10 años más rápido si las industrias aprovecharan al máximo las tecnologías espaciales existentes y emergentes. En este sentido, según Globant, el despliegue completo de los sistemas disponibles permitiría una reducción de las emisiones globales del 11,5% en 2030, sumándose al ahorro actual del 2,5%, un 9% al incorporar nuevos usos.

Para Elena Morettini, científica principal del informe, «desde un punto de vista tecnológico y científico, el potencial de reducción de las emisiones de CO₂ por las tecnologías satelitales es inmenso. Definitivamente», añade, «no es la falta de innovación lo que impide más ganancias de sostenibilidad, pero una falta de inversión que se interpone en el camino”.

Según el informe, los datos proporcionados por los satélites permitirían una optimización significativa de las rutas de transporte tanto de pasajeros como de mercancías y una mayor eficiencia en la detección de emisiones de metano.

 

Fuente: Notas de Prensa