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未来十年 ， 人类将以前所未有的方式进入太空 ， 多个商业空间站和数千颗卫星将发射进入近地轨道 。 欧盟和一些科技巨头正在研究将数据中心送入太空轨道运行的可能性 ， 打造一个由数据中心、边缘计算组成的为太空轨道经济服务的数据基础设施 。
一些巨头已经行动起来 。 微软日前宣布为其Azure云平台开发一个新的太空软件开发工具包 ， 并与天基（space-based）基础设施即服务(IaaS)初创厂商LEOcloud建立合作关系 ， 目的是在新兴商业空间站开发商Axiom Space的空间站上提供基于太空的云计算服务 。 而就在一周前 ， IBM也公布了与Sierra Space合作开发太空计算基础设施的消息 。
尽管这些解决方案有望在十年内实现 ， 但欧盟委员会认为可以更快地将数据中心迁移到太空 ， 以实现净零排放目标 ， 并应对不断上涨的电价 ， 因为电价不断上涨加剧了数据中心的运营成本 。
花旗银行日前发布的报告显示 ， 到2040年 ， 将有效载荷送入太空轨道的成本可能会低至33美元/千克 ， 而在地球上运营一个大型数据中心的能源成本以及对环境的不利影响将继续上升 ， 例如在伦敦运行的数据中心的电价每度将达到1美元 。 另据一项调查 ， 在全球范围内运营的数据中心使用的电力达到220～320TWh ， 要求禁止新建数据中心的呼声越来越高 。
欧盟委员会为了实施“地平线”计划 ， 已与泰雷兹阿莱尼亚航天签订合同 ， 由该公司对于在太空轨道运营的数据中心进行可行性研究 。 该研究名为欧洲净零排放和数据主权高级空间云（ASCEND） ， 主要研究“太空云”是否有助于世界各国在2050年达到碳中和 ， 因为太空数据中心的能源可以直接来自太阳能 。
太空数据中心与净零目标
泰雷兹阿莱尼亚航天技术总监Yves Durand解释说 ， 这一研究的首要目标是评估发射和运营太空数据中心产生的碳排放是否能够低于地面数据中心产生的碳排放 。
他表示:“这是一个雄心勃勃的计划 。 我们希望了解数据中心在太空运营是否会降低碳足迹 ， 但要做到这一点 ， 需要在太空中投入更多的资金 。 ”这意味着需要降低运载火箭发射成本 ， 允许重复使用 ， 将更多的物品一次性送入太空 ， 并减少所需的发射次数 。
另一个设想是在距离地球约3万公里的地球同步轨道上 ， 将数据存储在一个非庞大的卫星数据中心网络中 。
【将数据中心送入太空？“太空云”能否助力世界各国实现净零排放？】除了考虑对环境的影响之外 ， 还有成本因素 。 地球上运行的数据中心需要额外的能源进行冷却以及维持运行的电力 。 将数据中心发送到太空轨道将节省大部分成本 ， 因为数据中心的能源来自太阳；并在真空环境中得以冷却 ， 因为在没有阳光直射的地方 ， 温度会降到-170℃ 。
不过 ， 太空中的极端环境也有缺点 ， 那就是需要为卫星内部运行的数据中心设备保持一致的温度 。 这涉及到IT硬件的重新设计 ， 这些硬件需要承受每天数千次从-100℃到100℃以上的温度循环冲击 。
处理极端情况和辐射
轨道计算制造商Ramon首席执行官Avi Shabtai表示 ， 在太空运营数据中心 ， 需要制出能够承受高强度太阳辐射的芯片 ， 以及可以在没有人为干预的情况下运行长达15年的硬件 。
Shabtai解释说:“一旦进入太空 ， 数据中心就会受到一些极端情况的影响 ， 其中之一就是辐射 。 这对电子产品非常不利 ， 如果没有采用防辐射设计 ， 在地球上运行的绝大多数设备难以在太空中长久运行 ， 因为辐射将会损坏芯片和电路 。 ”
为了缓解这种情况 ， Ramon.Space已经开发出了新的太空加固芯片电路和硬件 。 Shabtai将其描述为“现成的太空商业产品” 。 他说:“它们是在常规工艺中批量生产的可以承受辐射的非常先进的组件 。 一旦有了这样组件和元件 ， 就可以开始构建IT系统进行散热 ， 保持一致性 。 ”
Ramon.Space是由LEOCloud、Microsoft Azure和Axiom Space组成的联盟 ， 其为国际空间站建造第一个商业化模块数据中心 ， 计划于2024年发射 。 该联盟计划将边缘计算技术引入太空 ， 包括可以访问AWS、IBM、微软Azure和Red Hat服务 。
降低延迟并提高安全性
LEOCloud首席执行官Dennis Gatens表示 ， “太空云”有一个巨大的潜在市场 ， 主要是由那些在太空中运行的卫星驱动的 ， 这些卫星可以利用就近的边缘计算基础设施处理数据 ， 而不必将数据发送回地球 。
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