الفضاء
الذكاء الاصطناعي القائم على الفضاء: الجبهة التالية لتوسيع السحابة
لماذا تنتقل بنية تحتية للذكاء الاصطناعي إلى المدار
مع ازدهار الذكاء الاصطناعي، ظهرت عدة قيود في الإمداد. كان الأول هو وحدات معالجة الرسوميات (GPU)، حيث انتقل العتاد المتخصص من استخدام ألعاب نيتش إلى اعتماد واسع من قبل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. نتيجة لذلك، نيفيديا (NVDA )، رائدة القطاع، أصبحت أكبر شركة في العالم.
لكن قيدًا آخر يصبح المشكلة الرئيسية: إمداد الطاقة.
ذلك لأن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي تُقاس الآن ليس بقدرتها الحاسوبية، بل باستهلاكها للطاقة. لهذا شركات الذكاء الاصطناعي تتسابق لإعادة تشغيل محطات الطاقة النووية، تأمين أول نماذج المفاعلات الصغيرة (SMR)، أو الجهات التنظيمية الحكومية تضع محطات طاقة تعمل بالغاز على مسار سريع للموافقة.
مع تكثيف البحث عن طاقة لمراكز البيانات، تتجه الأنظار إلى خيار آخر: الذكاء الاصطناعي القائم على الفضاء، مما يمنح معنى ماديًا جديدًا لـ “الحوسبة السحابية”.
إمكانية الحصول على إمداد طاقة غير محدود من الأقمار الصناعية المدارية هي شيء قمنا بتحليله مسبقًا في “حلول الطاقة القائم على الفضاء للطاقة النظيفة اللامتناهية.”
لكن هذا المفهوم يظل محدودًا إلى حد ما بحاجة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة، ثم تحويل هذه الكهرباء إلى موجات ميكروية لإرسالها إلى الأرض، ثم تحويلها مرة أخرى إلى طاقة.
هذا يزيد من تعقيد أقمار الطاقة، ويتطلب بنية تحتية أرضية أكثر، ويقلل بشكل كبير من كفاءة العملية، حيث يؤدي كل تحويل إلى شكل طاقة مختلف إلى خسائر. قد يعمل ذلك فقط مع إطلاقات مدارية رخيصة جدًا.
بدلاً من ذلك، إذا استُخدمت الطاقة مباشرة في المدار، فستكون أكثر كفاءة وتصبح مجدية اقتصاديًا أسرع—خاصة إذا كان “المنتج” النهائي يمكن إرساله بسهولة إلى الأرض.
نظريًا، قد تكون مراكز البيانات في الفضاء الخيار المثالي: فهي تحتاج إلى طاقة كبيرة، لكن إرسال نتائج الحسابات إلى الأرض سهل، ولا يتطلب بنية تحتية جديدة، ولا يسبب خسائر طاقة.
الفكرة ليست مجرد نظرية؛ على سبيل المثال، أعلنت Alphabet/Google مؤخرًا عن “مشروع سَنكاتشر”، نموذج أولي لنظام حوسبة ذكاء اصطناعي مداري غطيناها في “مشروع سَنكاتشر من جوجل وصعود الذكاء الاصطناعي المداري.”
إذن، هل يمكن أن ينجح ذلك، ولماذا قد يكون الخطوة التالية في بناء بنية تحتية للذكاء الاصطناعي؟
تصادم اتجاهين
حل قيد الطاقة الأرضية
أكثر من أي وقت مضى من الطاقة مطلوبة لتشغيل الحضارة البشرية، وقد زادت تجارية نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) الحاجة إلى منشآت طاقة جديدة. حتى الآن، معظم توليد الطاقة الجديد هو الطاقة الشمسية.
المصدر: ARK Invest
لكن هذا يطرح مشكلة على الشبكات الأرضية، حيث تنتج الطاقة الشمسية فقط عندما تشرق الشمس، مما يؤدي إلى إنتاج أقل خلال الأيام الغائمة، الشتاء، أو في المساء. في المقابل، تتطلب مصادر الطاقة التي تستهلك الكثير مثل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي إمدادًا مستمرًا من الطاقة، مع استهلاك ذروة غالبًا ما يحدث في المساء وفي الشتاء.
نظريًا، يمكن حل ذلك بتخزين طاقة رخيص، مثل حدائق البطاريات على مستوى المرافق. لكن عمليًا، يلغي ذلك العديد من مزايا الطاقة الشمسية كمصدر أخضر وأرخص.
المصدر: ARK Invest
تقدّر ARK Invest أن الإنفاق الرأسمالي في توليد الطاقة يجب أن يتضاعف تقريبًا إلى ~2× ليصل إلى حوالي 10 تريليون دولار بحلول 2030 لتلبية الطلب العالمي على الكهرباء. من هذا، سيتعين أن تتوسع منشآت تخزين الطاقة الثابتة 19×.
المصدر: ARK Invest
هذا سيتطلب أيضًا استثمارًا هائلًا في شبكة الطاقة، مما يزيد من التكاليف. أي بديل يتخطى تكاليف البطاريات والشبكة قد يكون منافسًا، حتى مع تكاليف البنية التحتية الفريدة الخاصة به، مثل إطلاق مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي القائم على الفضاء.
دورة الانكماش لسفينة النجوم
ليس سرًا أن SpaceX هي الشركة الأكثر نجاحًا في مجال الفضاء على الإطلاق. من خلال تمكين الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام الموثوقة، خفضت الشركة بشكل كبير تكلفة رفع الحمولات المفيدة إلى مدار الأرض. انخفضت التكاليف بنحو ~95%، من ~15,600$/كغ إلى أقل من ~1,000$/كغ خلال 17 سنة منذ 2008.
من المحتمل أن الصاروخ الفائق الوزن الجديد، Starship، سيستمر في هذا الاتجاه ويجلب في النهاية تكاليف إطلاق في نطاق ~100$/كغ.
المصدر: ARK Invest
ما لم يُفهم بالكامل بعد هو أن هذا لا يجعل الأقمار الصناعية أو المهمات الفضائية أرخص فحسب؛ بل يغيّر جذريًا ما يمكن إنجازه في الفضاء.
عندما يصبح وضع كيلوجرام واحد من المادة في الفضاء بتكلفة 100 دولار فقط، يصبح إرسال أي شيء مفيد أو خفيف إلى المدار اقتصاديًا. هذا صحيح بالنسبة لألواح الطاقة الشمسية الرقيقة، التي يمكن أن تكون خفيفة جدًا عندما لا تحتاج إلى حماية بالزجاج أو هياكل معدنية صلبة ضد الطقس الأرضي.
هذا صحيح أيضًا للمواد التي تحقق ربحية عالية على أساس الكيلوغرام، مثل الشرائح الإلكترونية.
على سبيل المثال، رف/خزانة NVIDIA GB300 NVL72 كاملة تكلف حوالي 4 ملايين دولار ولكن وزنها حوالي 1.8 طن متري (4,000 رطل). تكلفة إرسال مثل هذه المادة إلى المدار بسعر 100$/كغ هي فقط 180,000 دولار—تقريبًا إهمال مقارنةً بتكلفة الأجهزة.
بالطبع، سيزيد السعر الإجمالي عندما نأخذ في الاعتبار المعدات الداعمة (التدريع، التبريد، توليد الطاقة، إلخ)، لكن هذا يعني أن وضع نظام حوسبة ذكاء اصطناعي في المدار لن يرفع تكلفته بشكل كبير قريبًا. من المحتمل أن نقطة التحول تكون عند تكاليف إطلاق حوالي 500$/كغ.
المصدر: ARK Invest
كمكافأة إضافية، قد يحسن صعود الذكاء الاصطناعي المداري اقتصاديات الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام بإنشاء سوق ضخمة للخدمة. بينما قد يتطلب إكمال مجموعة Starlink ما يصل إلى 11× الوزن الإجمالي الذي رفعته SpaceX حتى 2025، فإن 100 جيجاواط من حوسبة الذكاء الاصطناعي ستزيد الطلب على الرفع المداري بمقدار 60× أخرى. بدوره، سيؤدي هذا الحجم إلى خفض تكاليف الإطلاق أكثر.
المصدر: ARK Invest
لماذا يمتلك الذكاء الاصطناعي المداري مزايا هيكلية
اسحب للتمرير →
| المحرك | مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الأرضية | مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المدارية | لماذا يهم |
|---|---|---|---|
| توفر الطاقة | مقيد بسعة الشبكة، إمداد الوقود، وجداول التصاريح | إمكانات شمسية شبه مستمرة في المدار المناسب؛ لا ربط بشبكة الأرض | الحوسبة المدارية تتجاوز أبطأ جزء في توسيع الذكاء الاصطناعي: الطاقة + التصاريح |
| عامل السعة | الشمس متقطعة؛ يتطلب التثبيت تخزينًا أو توليدًا قابلًا للتحميل | توفر شمسي عالي مع تقليل التقطيع مقارنةً بالطاقة الشمسية الأرضية | يقلل أو يلغي الإنفاق الرأسمالي على التخزين لتثبيت الطاقة |
| عبء التبريد | أحمال عالية على أنظمة التكييف/إزالة الحرارة؛ قيود مائية في مناطق عديدة | تبريد إشعاعي عبر مشعات حرارية كبيرة؛ لا حاجة للمياه | مزيد من الحوسبة لكل وات عندما تكون طاقة التبريد أقل (لكن كتلة المشع مهم) |
| الكمون وعرض النطاق | ممتاز للأعباء التفاعلية؛ بنية الألياف الكثيفة | الأمثل للدفعات/الحوسبة عالية الأداء، التدريب، أو الاستدلال غير المتزامن؛ يعتمد على روابط الأقمار | من المرجح أن يبدأ الذكاء الاصطناعي المداري بأعباء غير حساسة للكمون |
| سرعة النشر | الأرض، التصاريح، ترقيات الشبكة، والبناء تستغرق سنوات | وتيرة الإطلاق تصبح العامل المحدد إذا وجدت منصات معيارية | نموذج “تصنيع + إطلاق” يمكنه ضغط الوقت إلى السعة |
| المخاطر الصعبة | التصاريح، ازدحام الشبكة، حدود المياه/الحرارة المحلية | الإشعاع، الحطام/التصادم، الصيانة، والتخلص في نهاية العمر | اقتصاديات المدار تعتمد على تخفيف أنماط الفشل الخاصة بالفضاء |
| المحور الاقتصادي | الطاقة + الربط + إنفاق التبريد يهيمن على التوسع | الإطلاق + كتلة المنصة + زمن التشغيل في المدار يهيمن على التوسع | يصل التقاطع عندما يقل $/كغ وتدفع المنصات المعيارية تكلفة الحوسبة المقدمة إلى الانخفاض |
مثالي للطاقة الشمسية
الطاقة الشمسية وفيرة في الفضاء—حتى 4× الإنتاج لنفس السعة الاسمية، بفضل ضوء الشمس المباشر دون خسائر جوية. في المدار المناسب، تكون أيضًا أكثر موثوقية، مضيئة 24/7 باستمرار.
هذا يزيل القيود التي تعاني منها الطاقة الشمسية الأرضية. نظريًا، قد يكون هذا الشكل النهائي لتوليد الطاقة الشمسية. ومع ذلك، بسبب صعوبة إرجاع تلك الطاقة إلى الأرض، سيتطلب ذلك تكاليف إطلاق رخيصة جدًا أو تصنيعًا في المدار لتكون مجدية اقتصاديًا.
بدلاً من ذلك، قد تتخطى مرايا مدارية أبسط تُشعّ على مزارع الطاقة الشمسية الأرضية، كما تدعمها Reflect Orbital، فقد تتجنب خسائر تحويل الضوء إلى ميكروويف.
على النقيض، إذا استُخدمت الطاقة في المدار، لا يلزم أي من هذه الخطوات. بمجرد انتهاء الحسابات، يمكن إرسال البيانات الناتجة إلى الأرض باستخدام طرق الاتصالات القياسية، مع تحسين عرض نطاق التردد للأقمار بسرعة.
التبريد الطبيعي
ميزة فريدة أخرى لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي القائم على الفضاء هي التبريد. عندما لا تكون معرضة لإشعاع الشمس، يكون الفضاء باردًا جدًا، حيث يصل إلى -148°F (-100°C) لسفينة فضائية في ظل الأرض أو أجهزتها الخاصة.
جزء كبير من استهلاك الطاقة في مراكز البيانات الأرضية يأتي من التبريد. تم اقتراح وضعها في القطب الشمالي أو حتى الستراتوسفير، لذا فإن الفضاء يقدم ميزة طبيعية. سيتطلب ذلك على الأرجح أنظمة تبريد سلبية ضخمة لتشع الحرارة بعيدًا، لكن ذلك ممكن تقنيًا.
الذكاء الصناعي القمري الواسع الانتشار
قامت SpaceX وشبكة أقمارها ذات النطاق العريض بتغيير المشهد المداري بالكامل، حيث تشكل أقمار Starlink تقريبًا نصف جميع الأقمار في المدار.
المصدر: ARK Invest
أدى ذلك إلى انخفاض أسي في تكاليف عرض نطاق تردد الأقمار، بانخفاض يقارب 100× بين 2020-2024، مع توقع مزيد من التحسينات من رحلات Starship.
المصدر: ARK Invest
أصبحت الاتصالات في الفضاء شائعة ورخيصة لدرجة أن مراكز البيانات المدارية يمكنها استخدام الشبكات القائمة للتواصل مع الأرض دون الحاجة إلى بناء سعة مخصصة. علاوة على ذلك، قد تؤدي شبكة أقمار كثيفة إلى خدمات صيانة إضافية، مثل إعادة التزود بالوقود أو “السحب”، مما يزيد من عمر هذه الأصول.
فصل البنى التحتية للفضاء والأرض
نظرًا لأن مراكز البيانات الذكاء الاصطناعي المدارية لا تتصل بالشبكة العادية، فإنها لن تؤثر على أسعار الطاقة على الأرض. بل على العكس، قد يساعد الطلب الإضافي على تكنولوجيا الطاقة الشمسية في جعل الطاقة الشمسية أرخص عالميًا.
علاوة على ذلك، لن تحتاج هذه المراكز إلى الانتظار لتحديثات الشبكة الأرضية، التي قد تستغرق سنوات. العملية تتجنب أيضًا استخدام الأرض وموارد المياه الثمينة، مما يحسن الاقتصاد العام.
الاستثمار في الذكاء الاصطناعي المداري
Broadcom
(AVGO )
إلى جانب منتجي وحدات معالجة الرسوميات ومطوري نماذج الذكاء الاصطناعي، تُعد الشركات التي تنتج معدات الاتصال وتكنولوجيا المعلومات المتخصصة لمراكز البيانات من أكبر الفائزين بانتعاش الذكاء الاصطناعي. إحدى الشركات الرئيسية في هذه الفئة هي Broadcom، عملاق التكنولوجيا الذي يعود جذوره إلى حقبة الدوت-كوم.
بعد دمج Broadcom وAvago في عام 2016، تنقسم أنشطة الشركة بين برمجيات البنية التحتية ومعدات الاتصال (اللاسلكية، الخوادم، شبكات الذكاء الاصطناعي، إلخ).
المصدر: Broadcom
نشاط آخر متنامٍ مرتبط بالذكاء الاصطناعي هو تصميم وتصنيع XPUs، التي تدمج وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسوميات (GPU) والذاكرة في جهاز إلكتروني واحد. تستفيد Broadcom من خبرتها في إنتاج ASICs (دوائر متكاملة مخصصة للتطبيق) لإنشاء شرائح مصممة خصيصًا لحوسبة الذكاء الاصطناعي.
المصدر: Broadcom
هذه الأنواع من وحدات الحوسبة الكثيفة والفعّالة في استهلاك الطاقة تتطابق تمامًا مع الذكاء الاصطناعي المداري، الذي يتطلب توازنًا محسنًا بين الأداء والوزن. كما أن كفاءة الطاقة الأعلى للـ ASICs تُعد ميزة إضافية، حيث يقل استهلاك الطاقة وبالتالي يقل وزن الألواح الشمسية المطلوبة في المدار.
نقاط المستثمرين:
- الفكرة الأساسية: القيد الرئيسي للذكاء الاصطناعي يتحول من الحوسبة إلى توفر الطاقة وجداول التصاريح؛ الحوسبة المدارية تمثل حلاً هيكليًا محتملًا.
- المحفز الاقتصادي: انخفاض تكاليف الإطلاق إلى ما يقرب من ~500$/كغ يوسع بشكل ملحوظ مزيج الحمولة القابل للتنفيذ (الطاقة الشمسية، المشعات، الحماية) لتطبيقات الحوسبة المدارية المربحة.
- الفائزون الأوائل: مزوّدو “المعدات والمواد”—مصممو ASIC/XPU، الفوتونيات/البصريات المجمعة، وإدارة الحرارة—يستفيدون قبل ظهور أي “سحابة مدارية” عامة.
- المخاطر الرئيسية: تقوية الإشعاع، لوجستيات الصيانة في المدار، ومخاطر الحطام/التصادم قد تضعف الاقتصاد حتى لو انخفضت أسعار الإطلاق.
- أفق الزمن: اعتبر الذكاء الاصطناعي المداري موضوع بنية تحتية طويل الأمد؛ ركّز على الشركات التي تجني أرباحًا من توسيع الذكاء الاصطناعي الأرضي اليوم بينما تبني خيارات للعبء الفضائي.
أحدث أخبار وتطورات سهم Broadcom (AVGO)
