IA basada en el espacio: la próxima frontera para la escala de la nube

Por qué la infraestructura de IA se está trasladando a la órbita

A medida que la IA despega, han surgido varias limitaciones de suministro. La primera fueron las GPU, con hardware especializado que pasó de un uso nicho en videojuegos a una adopción masiva por parte de los centros de datos de IA. Como resultado, Nvidia (NVDA ), el líder del sector, se ha convertido en la empresa más grande del mundo.

Pero otra limitación está convirtiéndose en el problema principal: el suministro de energía.

Esto se debe a que los centros de datos de IA ahora se miden no tanto por su potencia computacional, sino por su consumo de energía. Por eso las empresas de IA están apresurándose a reiniciar estaciones nucleares, asegurar los primeros prototipos de SMR, o los reguladores estatales están poniendo nuevas plantas de energía alimentadas por gas en una vía rápida de aprobación.

Mientras la carrera por encontrar energía para los centros de datos se intensifica, la mirada se vuelve a otra opción: IA basada en el espacio, que le da un significado físico totalmente nuevo a la “computación en la nube”.

La posibilidad de un suministro de energía ilimitado proveniente de satélites orbitales es algo que ya analizamos extensamente en “Soluciones de energía basadas en el espacio para energía limpia e infinita”.

Pero este concepto siempre está algo limitado por la necesidad de convertir la energía solar en potencia, transformar esa electricidad en microondas para enviarla de vuelta a la Tierra y luego volver a convertirla en energía.

Esto aumenta la complejidad de los satélites de energía, requiere más infraestructura terrestre y, en general, reduce drásticamente la eficiencia del procedimiento, ya que cada conversión a una forma diferente de energía genera pérdidas. Esto probablemente solo funcionaría con lanzamientos orbitales muy baratos.

Alternativamente, si la energía se utilizara directamente en órbita, sería mucho más eficiente y se volvería económicamente viable antes, especialmente si el “producto” final puede enviarse fácilmente de regreso a la Tierra.

En teoría, los centros de datos en el espacio podrían ser la opción ideal: necesitan mucha energía, pero enviar los resultados de los cálculos de vuelta a la Tierra es trivial, no requiere nueva infraestructura y no genera pérdidas de energía.

La idea no es solo teórica; por ejemplo, Alphabet/Google acaba de anunciar “Project Suncatcher”, un prototipo de sistema de cómputo de IA orbital que cubrimos en “Project Suncatcher de Google y el auge de la IA orbital”.

Entonces, ¿podría funcionar, y por qué podría ser el próximo paso en la construcción de infraestructura de IA?

La colisión de dos tendencias

Resolviendo la limitación de energía terrestre

Se necesita más energía que nunca para alimentar la civilización humana, y la comercialización de los LLM solo ha incrementado la necesidad de nuevas instalaciones de energía. Hasta ahora, la mayor parte de la generación de energía recién instalada es energía solar.

Source: ARK Invest

Pero esto plantea un problema para las redes terrestres, ya que la energía solar solo produce potencia cuando el sol brilla, lo que resulta en una producción menor durante días nublados, en invierno o al atardecer. En contraste, fuentes que demandan mucha energía como los centros de datos de IA requieren un suministro continuo de energía, con picos de consumo que a menudo ocurren por la noche y en invierno.

En teoría, esto puede resolverse con almacenamiento de energía barato, como parques de baterías a escala de servicios públicos. Pero en la práctica, esto anula muchas de las ventajas de la solar como fuente verde y más barata.

Source: ARK Invest

ARK Invest estima que el gasto de capital en generación de energía debe escalar ~2x a aproximadamente $10 billones para 2030 para satisfacer la demanda global de electricidad. De eso, los despliegues de almacenamiento de energía estacionario tendrán que escalar 19x.

Source: ARK Invest

Esto también requerirá una inversión masiva en la red eléctrica, lo que aumentará aún más los costos. Cualquier alternativa que omita los costos de baterías y de la red podría ser competitiva, incluso con sus propios costos de infraestructura únicos, como el lanzamiento orbital de centros de datos de IA basados en el espacio.

El ciclo deflacionario de Starship

No es un secreto que SpaceX es la compañía espacial más exitosa jamás creada. Al desbloquear lanzadores reutilizables confiables, la empresa ha reducido drásticamente el costo de colocar cargas útiles útiles en la órbita terrestre. Los costos han disminuido ~95 %, de aproximadamente $15,600/kg a menos de $1,000/kg en los 17 años desde 2008.

El nuevo lanzador superpesado, Starship, probablemente continuará esta tendencia y finalmente llevará los costos de lanzamiento al rango de ~$100/kg.

Source: ARK Invest

Lo que aún no se ha comprendido completamente es que esto no solo hace que los satélites o misiones espaciales sean más baratos; cambia radicalmente qué se puede hacer en el espacio.

Cuando colocar un kilo de material en el espacio cuesta solo $100, enviar cualquier cosa útil o lo suficientemente ligera a la órbita se vuelve económicamente viable. Esto es cierto para células solares de película delgada, que pueden ser muy ligeras cuando no necesitan estar protegidas por vidrio o marcos metálicos rígidos contra el clima terrestre.

Esto también es cierto para materiales que son altamente rentables por kilo, como los chips de computadora.

Por ejemplo, un rack/cabina GB300 NVL72 completo de NVIDIA cuesta hasta $4 M pero pesa solo alrededor de 1.8 toneladas métricas (4,000 lb). El costo de enviar tal material a la órbita a $100/kg es solo $180,000—casi un error de redondeo comparado con el costo del hardware.

Por supuesto, el precio total sería mayor al considerar el equipo de apoyo (blindaje, refrigeración, generación de energía, etc.), pero significa que colocar un sistema de cómputo de IA en órbita no inflará masivamente sus costos pronto. Es probable que el punto de inflexión sea alrededor de $500/kg de costos de lanzamiento.

Source: ARK Invest

Como beneficio adicional, el auge de la IA orbital podría mejorar aún más la economía de los cohetes reutilizables al crear un mercado masivo al que servir. Mientras que terminar la constelación Starlink podría requerir 11 x la masa total levantada por SpaceX hasta 2025, 100 GW de cómputo de IA aumentarían la demanda de elevación orbital en otro 60 x. A su vez, este volumen reducirá aún más los costos de lanzamiento.

Source: ARK Invest[/caption>

Por qué la IA orbital tiene ventajas estructurales

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Impulsor	Centros de datos de IA terrestres	Centros de datos de IA orbitales	Por qué importa
Disponibilidad de energía	Restringida por la capacidad de la red, suministro de combustible y plazos de permisos	Potencial solar casi continuo en la órbita adecuada; sin interconexión a la red	El cómputo orbital evita la parte más lenta del escalado de IA: energía + permisos
Factor de capacidad	La solar es intermitente; la firmeza requiere almacenamiento o generación despachable	Alta disponibilidad solar con menor intermitencia frente a la solar terrestre	Reduce o elimina el capex de almacenamiento para la firmeza de energía
Sobrecarga de refrigeración	Altas cargas de HVAC/rechazo de calor; limitaciones de agua en muchas regiones	Refrigeración radiativa mediante grandes radiadores de calor; sin requerimiento de agua	Más cómputo por vatio cuando la energía de refrigeración es menor (pero la masa del radiador importa)
Latencia y ancho de banda	Excelente para cargas de trabajo interactivas; los backbones de fibra son densos	Más adecuado para batch/HPC, entrenamiento o inferencia asíncrona; depende de enlaces satcom	La IA orbital probablemente comience con cargas de trabajo no sensibles a la latencia
Velocidad de despliegue	Terreno, permisos, mejoras de red y construcción llevan años	La cadencia de lanzamientos se vuelve el factor limitante si existen plataformas estandarizadas	Un modelo “fabricar + lanzar” puede comprimir el tiempo hasta la capacidad
Riesgos duros	Permisos, congestión de red, límites locales de agua/térmicos	Radiación, escombros/colisión, servicio y disposición al fin de vida	La economía orbital depende de mitigar los modos de falla específicos del espacio
Pivote económico	Energía + interconexión + capex de refrigeración dominan el escalado	Lanzamiento + masa de plataforma + tiempo activo en órbita dominan el escalado	El cruce llega cuando $/kg y plataformas estandarizadas reducen el cómputo entregado todo incluido

Perfecto para la energía solar

La energía solar es abundante en el espacio—hasta 4 x la producción para la misma capacidad nominal, gracias a la luz solar directa sin pérdida atmosférica. En la órbita adecuada, también es mucho más fiable, brillando 24 / 7 de forma constante.

Esto elimina las limitaciones que sufre la energía solar basada en tierra. En teoría, podría ser la forma final de generación de energía solar. Sin embargo, debido a la dificultad de devolver esa energía a la Tierra, requerirá lanzamientos ultra baratos o fabricación en órbita para ser económicamente viable.

Alternativamente, espejos orbitales más simples que reflejen sobre granjas solares terrestres, como los defendidos por Reflect Orbital, podrían evitar las pérdidas de conversión de luz a microondas.

En contraste, si la energía se usa en órbita, ninguno de estos pasos es necesario. Una vez finalizado el cómputo, los datos resultantes pueden enviarse de regreso a la Tierra usando métodos de telecomunicación estándar, con el ancho de banda satelital mejorando rápidamente.

Refrigeración natural

Otra ventaja única de los centros de datos de IA basados en el espacio es la refrigeración. Cuando no están expuestos a la radiación del Sol, el espacio es extremadamente frío, alcanzando -148 °F (-100 °C) para una nave espacial en la sombra de la Tierra o de sus propios paneles.

Una porción significativa del consumo energético de los centros de datos terrestres proviene de la refrigeración. Ubicarlos en el Ártico o incluso en la estratosfera se ha propuesto, por lo que el espacio ofrece una ventaja natural. Probablemente requerirá sistemas pasivos de refrigeración masiva para radiar el calor, pero es técnicamente factible.

Inteligencia satelital ubicua

SpaceX y su red de satélites de banda ancha han cambiado completamente el panorama orbital, con los satélites Starlink representando aproximadamente la mitad de todos los satélites en órbita.

[caption id="attachment_316537" align="aligncenter" width="749"] Source: ARK Invest

Esto ha provocado una disminución exponencial en los costos de ancho de banda satelital, cayendo casi 100 x entre 2020‑2024, con mayores ganancias esperadas de los vuelos de Starship.

Source: ARK Invest

Las telecomunicaciones en el espacio se están volviendo tan ubicuas y baratas que los centros de datos orbitales pueden usar redes preexistentes para comunicarse con la Tierra sin necesidad de construir capacidad dedicada. Además, una red densa de satélites podría conducir a servicios de mantenimiento adicionales, como reabastecimiento de combustible o “remolque”, lo que aumentaría la vida útil de estos activos.

Separando infraestructuras espaciales y terrestres

Porque los centros de datos de IA orbital no se conectan a la red regular, no impactarán los precios de la energía en la Tierra. Si acaso, la demanda adicional de tecnología solar ayudará a abaratar la energía solar a nivel global.

Además, estos centros no necesitarán esperar a mejoras de la red terrestre, que pueden tardar años. El proceso también evita el uso de tierra y recursos hídricos preciosos, mejorando la economía general.

Invertir en IA orbital

Broadcom

Además de los productores de GPU y los desarrolladores de modelos de IA, las empresas que producen conectividad y equipos informáticos especializados para centros de datos son grandes ganadores del auge de la IA. Una compañía importante en esta categoría es Broadcom, un gigante tecnológico con raíces que se remontan a la era de las puntocom.

Tras la fusión de Broadcom y Avago en 2016, las actividades de la empresa se dividen entre software de infraestructura y hardware de conectividad (inalámbrico, servidores, redes de IA, etc.).

Source: Broadcom

Otra actividad creciente relacionada con la IA es el diseño y fabricación de XPUs, que combinan CPU, GPU y memoria en un solo dispositivo electrónico. Broadcom utiliza su experiencia en la producción de ASICs (Circuitos Integrados de Aplicación Específica) para crear chips diseñados específicamente para el cómputo de IA.

Source: Broadcom

Estos tipos de unidades de cómputo densas y eficientes energéticamente son una combinación perfecta para la IA orbital, que requiere un equilibrio optimizado entre rendimiento y peso. La mayor eficiencia energética de los ASIC también es una ventaja, ya que un menor consumo de energía reduce la masa de los paneles solares necesarios en órbita.

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