Tekoäly
Googlen Project Suncatcher ja kiertoradalla toimivan tekoälyn nousu
Googlen Project Suncatcher tutkii tekoälydatakeskusten rakentamista kiertoradalle lähes jatkuvan aurinkoenergian, nopeiden optisten yhteyksien ja tiiviiden satelliittiryhmien avulla. Planet Labs ja laukaisuyhtiöt voivat hyötyä kehityksestä, jos avaruuteen pääsyn kustannukset laskevat riittävästi.
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Tekoälyn siirtäminen kiertoradalle
Tekoälybuumi on synnyttänyt useita tarjontapullonkauloja. Ensimmäinen koski grafiikkasuorittimia, jotka siirtyivät pelikäytön erikoislaitteista tekoälydatakeskusten laajaan käyttöön. Alan johtajasta Nvidia (NVDA ) on tämän seurauksena kasvanut maailman suurimmaksi yhtiöksi.
Nyt esiin on nousemassa toinen rajoite: energiansaanti.
Tekoälydatakeskuksia mitataan nykyään laskentatehon sijasta yhä useammin sähkönkulutuksella. Siksi tekoäly-yhtiöt pyrkivät käynnistämään ydinvoimaloita uudelleen, varaamaan ensimmäisiä pienreaktoriprototyyppejä ja osavaltioiden viranomaiset nopeuttavat uusien kaasuvoimaloiden hyväksyntää.
Datakeskusten energiakilpailu on nostanut esiin uuden vaihtoehdon: avaruudessa tuotettavan aurinkoenergian.
Olemme jo käsitelleet perusteellisesti kiertoratasatelliittien lähes rajatonta energiantuotantoa artikkelissa ”Avaruuspohjaiset ratkaisut rajattomaan puhtaaseen energiaan”.
Konseptia rajoittaa kuitenkin tarve muuntaa aurinkoenergia sähköksi, sähkö mikroaalloiksi Maahan lähettämistä varten ja mikroaallot jälleen sähköksi.
Se lisää energiasatelliittien monimutkaisuutta ja maanpäällisen infrastruktuurin tarvetta sekä heikentää prosessin hyötysuhdetta, koska jokainen muunnos aiheuttaa häviöitä. Ratkaisu toimisi siksi vain erittäin halpojen avaruuslaukaisujen avulla.
Jos energia sen sijaan käytettäisiin suoraan kiertoradalla, ratkaisu olisi paljon tehokkaampi ja taloudellisesti kannattava aiemmin, etenkin jos lopputulos voidaan lähettää helposti Maahan.
Avaruuden datakeskukset voisivat siis teoriassa olla ihanteellinen ratkaisu: ne tarvitsevat paljon energiaa, mutta laskentatulosten lähettäminen Maahan on helppoa, ei vaadi uutta infrastruktuuria eikä aiheuta energiahäviöitä.
Tähän ajatukseen perustuen Alphabet (GOOG ) eli Google julkisti Project Suncatcherin, jossa tutkitaan kiertoradalla toimivan tekoälylaskentajärjestelmän toteutusta.
”Googlen muiden suurhankkeiden, kuten autonomisten ajoneuvojen ja kvanttilaskennan, innoittamina olemme aloittaneet perustyön, jota tämän tulevaisuuden mahdollistaminen jonakin päivänä edellyttää.
Tutkimme, miten TPU-tekoälypiireillämme varustettu aurinkokäyttöisten satelliittien verkko voisi hyödyntää Auringon täyden voiman.”
Miksi se voisi toimia?
Aurinkoenergian käyttöä datakeskuksissa vaikeuttaa niiden jatkuvan ja luotettavan sähkönsaannin tarve. Maanpäällinen aurinkovoima puolestaan vaihtelee ja lakkaa tuottamasta yöllä.
Oikealle kiertoradalle sijoitetut aurinkopaneelit voisivat kuitenkin tuottaa sähköä ympäri vuorokauden ilman katkoksia tai vaihtelua. Suora auringonvalo tekee niistä myös huomattavasti tuottavampia.
”Aurinko on aurinkokuntamme perimmäinen energianlähde, ja se säteilee yli sata biljoonaa kertaa ihmiskunnan koko sähköntuotannon verran energiaa.
Oikealla kiertoradalla aurinkopaneeli voi olla jopa kahdeksan kertaa tuottavampi kuin Maassa ja tuottaa sähköä lähes jatkuvasti, mikä vähentää akkujen tarvetta.”
Tekoälylaskennan toteuttaminen kiertoradalla edellyttää silti muutamien keskeisten teknologioiden kehittämistä ja testaamista.
Kiertoradan tekoälyn keskeiset haasteet
Korkean kaistanleveyden satelliittien välisten linkkien käyttö kiertoradan tekoälyssä
Nykyaikaiset datakeskukset ovat erittäin monimutkaisia: niissä yhdistetään tuhansia tai jopa miljoonia laskentalaitteita, ja yhteyksille sekä luotettavuudelle asetetaan tiukat vaatimukset.
Koska pystymme lähettämään kiertoradalle vasta verrattain pieniä kohteita, riittävän suuren avaruusdatakeskuksen täytyy muodostua keskenään viestivien satelliittien verkosta.
Nykyinen satelliittien välinen yhteystekniikka tarjoaa vain 1–100 Gbit/s:n tiedonsiirtonopeuksia. Se on paljon vähemmän kuin Googlen tekoälydatakeskuksissa käytettävän, viiveeltään pienen optisen sirujenvälisen ICI-yhteyden tarjoamat sadat gigabitit sekunnissa sirua kohden.
Google ehdottaa sen sijaan kaupallisesti saatavilla olevia DWDM-lähetin-vastaanottimia, jotka hyödyntävät tiheää aallonpituuskanavointia.
Järjestelmä antaa jokaiselle signaalille oman aallonpituutensa eli värinsä infrapunaspektrissä. Näin sama teleskooppi voi vastaanottaa tietoa useasta satelliitista yhtä aikaa.
Lähde: Google
Kun etäisyys on hyvin lyhyt, esimerkiksi noin 10 kilometriä käytettäessä 10 senttimetrin teleskooppia, kaupallisista komponenteista rakennettu koelaitteisto saavutti 800 Gbit/s:n yksisuuntaisen ja 1,6 Tbit/s:n kaksisuuntaisen tiedonsiirron.
Teoriassa tarvittava kaupallinen tekniikka on siis jo olemassa näin tiheään tiedonsiirtoon kiertoradan tekoälydatakeskussatelliittien välillä.
Kiertoradan konstellaatio
Useimmissa satelliittikonstellaatioissa satelliittien välit pidetään suurina törmäysriskin pienentämiseksi ja optimaalisten ratojen säilyttämiseksi.
Googlen Project Suncatcheriin ehdottama rakenne edellyttäisi kuitenkin satelliittien sijoittamista paljon lähemmäksi toisiaan. Esimerkiksi 81 satelliitin konstellaatio ryhmiteltäisiin yhden kilometrin säteisen pallon sisään.
Lähde: Google
Yhtiön laskelmien mukaan tällainen konstellaatio voidaan vakauttaa, vaikka ilmakehän vastus, auringonsäteily, lämpösäteily, Kuun painovoima ja muut satelliitit häiritsevät ratoja.
Vaikka poikkeama suunnitelluilta radoilta ei ole merkityksetön, sitä pitäisi voida hallita tavanomaisella satelliittitekniikalla.
”Kuvatun esimerkkiryhmän akselisuhteen säätäminen arvoon 2:1,0037 voi vähentää J2-poikkeaman alle kolmeen metriin sekunnissa vuodessa kutakin vertailuradan enimmäisetäisyyden kilometriä kohti.”
Tutkimuksen mukaan tällaisen konstellaation koolla on todennäköisesti yläraja, koska jossain vaiheessa satelliitit alkaisivat haitata toistensa auringonvalon saantia tai hukkalämmön poistamista.
Lähde: Google
Säteilynkestävyys laitteistossa
Useimmat laskentalaitteet ovat herkkiä säteilylle. Kosminen säteily ja auringonsäteily voivat vaihtaa bitin satunnaisesti ykkösestä nollaksi ja aiheuttaa laskentavirheen.
Google aikoo käyttää Project Suncatcherissa omia Trillium-nimisiä tensorisuorittimiaan eli TPU-piirejä.
Trilliumin avaruussäteilyn kestävyyttä testattiin altistamalla se 67 MeV:n protonisuihkulle ja tutkimalla ionisoivan kokonaisannoksen (TID) sekä yksittäistapahtumavaikutusten (SEE) seurauksia.
Trillium-TPU:n eri osista suuren kaistanleveyden HBM-muistialijärjestelmät olivat herkimpiä ionisoivalle kokonaisannokselle.
HBM oli myös herkin yksittäistapahtumavaikutuksille, jotka ilmenivät pääasiassa korjauskelvottomina ECC-virheinä.
HBM-alijärjestelmissä ilmeni poikkeamia vasta 2 krad(Si):n kumulatiivisen annoksen jälkeen. Se on lähes kolminkertainen suojatun viisivuotisen tehtävän arvioituun annokseen verrattuna. Yhdessä sirussa ei havaittu ionisoivan kokonaisannoksen aiheuttamia pysyviä vikoja edes suurimmalla testatulla 15 krad(Si):n annoksella.
Tulos oli kaiken kaikkiaan yllättävä ja osoittaa TPU-piirien kestävän säteilyä huomattavan hyvin, joten ne sopivat erityisen hyvin avaruusdatakeskuksiin.
Taloudellinen toteutettavuus
Nykyiset teknologiat TPU-piireistä satelliittiviestintään ja ratadynamiikan hallintaan näyttävät siis jo riittävän avaruusdatakeskusten rakentamiseen, kunhan rakenne valitaan oikein.
Tällä on kuitenkin merkitystä vain, jos avaruusdatakeskukset pystyvät kilpailemaan taloudellisesti maanpäällisten datakeskusten kanssa.
Avaruudessa tuotetun aurinkoenergian aiemmat kannattavuusanalyysit pitävät kiertorataenergiahankkeiden rajana yleensä 500 dollaria kilogrammalta geostationaariselle siirtoradalle. Se vastaa noin 200 dollaria kilogrammalta matalalle Maan kiertoradalle.
Tavoitteen saavuttaminen riippuu suuresti SpaceX:n (SPCX ) kyvystä kasvattaa tuotantoa ja nopeuttaa suurimman rakettinsa Starshipin laukaisutahtia.
Jos oppimiskäyrä jatkuu — mikä edellyttäisi noin 180:tä Starship-laukaisua vuodessa — laukaisuhinta voisi laskea alle 200 dollariin kilogrammalta noin vuoteen 2035 mennessä.
Tällä hintatasolla avaruusdatakeskuksen laukaisu- ja käyttökustannukset voisivat kilowattia ja vuotta kohden olla suunnilleen yhtä suuret kuin vastaavan maanpäällisen datakeskuksen ilmoitetut energiakustannukset.
Kiertoradalle pääsyn kustannusten täytyy siis laskea huomattavasti. Tavoite ei silti ole epärealistinen, jos viime vuosikymmenen kustannuskehitys jatkuu.
Päätelmä
Kiertoradan datakeskuksista tuskin tulee todellisuutta ennen vuosia 2030–2035, sillä laukaisukustannusten täytyy ensin laskea lisää.
Kokeet, testit ja prototyypit voivat silti viedä ajatusta eteenpäin jo ennen sitä, kuten Googlen Project Suncatcher osoittaa.
Myös muut merkittävät tekoäly-yhtiöt, kuten Microsoft (MSFT ), OpenAI, Meta (META ) ja Alibaba (BABA ), testaavat todennäköisesti omia versioitaan ajatuksesta.
Kaksi nopeasti liikkeelle lähtevää yhtiötä voivat olla SpaceX, sillä Elon Musk omistaa myös xAI:n, ja Amazon (AMZN ), sillä Jeff Bezos kilpailee SpaceX:n kanssa oman avaruusyhtiönsä Blue Originin kautta.
Sijoittaminen kiertoradan tekoälydatakeskuksiin
Planet Labs
Alphabetin lisäksi Planet Labs tarjoaa sijoituskohteen avaruusdatakeskusten kehitykseen, sillä Google valitsi sen kumppanikseen Project Suncatcherin teknologian testaamiseen.
”Seuraava vaiheemme on Planetin kanssa toteutettava kokeilulento. Laukaisemme kaksi prototyyppisatelliittia vuoden 2027 alkuun mennessä testaamaan laitteistoamme kiertoradalla ja luomaan perustaa avaruuden valtavan mittakaavan laskennan aikakaudelle.”
Planet Labs keskittyy nykyään Maan havainnointisatelliitteihin. Yhtiöllä on noin 200 kuvaussatelliitin laivasto — historian suurin — joka kuvaa maapallon koko maa-alueen päivittäin.
Kuvat ovat tarkkoja ja sisältävät hyperspektridataa näkyvän valon lisäksi infrapuna- ja ultraviolettialueilta. Niitä voidaan hyödyntää maanmittauksessa, maataloudessa, vakuutus- ja rahoitusalalla sekä julkishallinnossa, myös sotilaskäytössä.
Kuvia voidaan käyttää valvontaan, katastrofien kuten maastopalojen ja tornadojen torjuntaan, puolustukseen ja tiedusteluun, infrastruktuurin kartoittamiseen sekä metaanipäästöjen havaitsemiseen.
Lähde: Planet Labs
Yhtiö tarjoaa läpinäkyvän hinnoittelun, jossa tilaus määräytyy katettavan alueen ja tarvittavien neliökilometrien mukaan. Tuloista 90 prosenttia on toistuvia ja perustuu vuosi- tai monivuotisiin sopimuksiin.
Lähde: Planet Labs
Planet Labsin liikevaihto oli tilikaudella 2025 245 miljoonaa dollaria, eli kaksinkertainen vuoden 2022 122 miljoonaan dollariin verrattuna. Yhtiö saavutti ennätysliikevaihdon vuoden 2026 ensimmäisellä neljänneksellä, ja oikaistu käyttökate muuttui ensimmäistä kertaa positiiviseksi vuoden 2025 viimeisellä neljänneksellä.
Pohjois-Amerikka on suurin tulonlähde 45 prosentin osuudella, ja puolustus- sekä tiedustelusegmentti tuottaa yli puolet liikevaihdosta.
Lähde: Planet Labs
Luotettavana datantoimittajana Planet Labs voi hyötyä useista kehityssuunnista riippumatta siitä, mihin avaruusteollisuus etenee:
- Se voi lisensoida kuvia tekoäly-yhtiöille tai käyttää niitä omien tekoälymalliensa kouluttamiseen, reaaliaikaisen valvonnan parantamiseen ja uusien havaintojen tuottamiseen.
- Se hyötyy SpaceX:n, Relativity Spacen ja Rocket Labin kaltaisten laukaisupalvelujen hintakilpailusta, joka alentaa satelliittilaivaston ylläpito- ja uusimiskustannuksia.
- Se hyötyy satelliittivalmistuksen mittakaavaeduista, jotka tekevät uusista ja suorituskykyisemmistä malleista edullisempia, kuten hyperspektridatan hiljattainen lisääminen palveluihin osoittaa.
- Suuremmat kantoraketit mahdollistavat suuremmat ja suorituskykyisemmät satelliitit, joiden käyttöikä voi olla huomattavasti pidempi. Käyttöikä määräytyy pitkälti sen mukaan, kuinka paljon polttoainetta satelliitti voi kuljettaa vakaan kiertoradan ylläpitämiseen.
Yhtiö saa myös alle kahdessa vuodessa kokemusta kiertoradan tekoälydatakeskuksen rakentamisesta ja käytöstä yhdessä Googlen kanssa.
Planet Labs on kiinnostava sijoituskohde kasvavaan kiertoratatalouteen niiden ilmeisten vaihtoehtojen rinnalla, joita ovat SpaceX:n — mahdollisesti vuonna 2026 listautuvan yhtiön — ja Rocket Labin (RKLB ) kaltaiset rakettiyhtiöt.
