Project Suncatcher è una scommessa di lungo periodo: satelliti alimentati dal Sole, collegati tra loro via laser, potrebbero un giorno ospitare infrastrutture di calcolo per l’AI. Prima, però, devono dimostrare di poter resistere allo spazio.

Il prossimo data center potrebbe non avere né pareti né tetto: solo pannelli solari, chip e il vuoto cosmico. È l’orizzonte – ancora tutto da verificare – di Project Suncatcher, il progetto di ricerca con cui Google vuole capire se una rete di satelliti possa un giorno sostenere carichi di lavoro di intelligenza artificiale nell’orbita bassa, dove la luce non tramonta mai davvero: ciò che serve per alimentare la prossima generazione di calcolo.

Il progetto si inserisce nella corsa, sempre più energivora, a espandere la capacità di calcolo necessaria per l’intelligenza artificiale. Portare parte di questa infrastruttura nello spazio potrebbe offrire accesso più continuo all’energia solare, ma apre a molti interrogativi: costi di lancio, manutenzione, durata dei componenti e impatto ambientale delle costellazioni.

Si vedrà, nel frattempo Google è la prima a sperimentare questa possibilità. Il satellite prototipo, sviluppato in collaborazione con Planet e in procinto di partire a bordo della missione rideshare Transporter-18 di SpaceX, ha il compito di verificare se le Tensor Processing Unit di Google possano sopravvivere alle condizioni estreme dello spazio: vibrazioni del lancio, radiazioni cosmiche e sbalzi termici in assenza di atmosfera.

L’iniziativa, annunciata per la prima volta lo scorso anno, parte da una considerazione energetica: in orbita bassa un satellite può contare su luce solare quasi costante, generando fino a otto volte più energia rispetto a un impianto equivalente sulla Terra. L’obiettivo di lungo periodo, spiega Google, è arrivare a collegare tra loro intere costellazioni di satelliti in grado di gestire carichi di lavoro AI su larga scala, in modo distribuito e alimentato da energia solare praticamente illimitata.

Sul fronte della resistenza meccanica, il team ha sottoposto il satellite a test vibrazionali su tre assi per simulare le frequenze di un lancio reale, durante il quale la navicella sperimenta accelerazioni sostenute fino a 10 g e i singoli componenti – chip TPU inclusi – possono arrivare a picchi tra 50 e 100 g. Secondo Google i risultati sono stati incoraggianti: l’hardware ha retto alle sollecitazioni meglio di quanto atteso dal team stesso.

Più delicata la questione delle radiazioni. Fuori dall’atmosfera terrestre, eventi solari e raggi cosmici possono generare errori nei circuiti, come i cosiddetti bitflip. Per verificarne l’impatto, Google ha testato i chip Trillium – la sua ultima generazione di TPU – in una struttura a fascio di protoni presso il Crocker Nuclear Laboratory dell’Università della California a Davis, facendoli lavorare attivamente su carichi AI durante l’esposizione. I risultati preliminari indicano che i chip tollerano una dose di radiazione ionizzante totale superiore a quella che riceverebbero in una missione spaziale di cinque anni. Resta però un capitolo che solo l’orbita reale potrà chiarire: da qui la scelta di mandare i primi TPU nello spazio già nei prossimi giorni.

Un’altra voce insidiosa dal punto di vista ingegneristico riguarda il raffreddamento. Sulla Terra i data center dissipano il calore anche grazie alla circolazione dell’aria; nel vuoto questa opzione non esiste, e l’unica via è l’irraggiamento tramite radiatori. Google sta sperimentando una combinazione di heat pipe e radiatori, testata finora in una camera a vuoto termico che replica le condizioni ambientali dello spazio: il comportamento reale del sistema in orbita sarà uno dei dati più attesi di questa prima missione.

Guardando oltre il singolo satellite, il progetto punta a un’architettura in cui ogni unità orbitante porterà decine di chip TPU, comunicando con le vicine tramite collegamenti laser ad altissima larghezza di banda su distanze molto brevi – l’opposto, sottolinea Google, della maggior parte dei sistemi laser esistenti, ottimizzati per basse velocità su lunghe distanze. La precisione richiesta viene paragonata dall’azienda a colpire un bersaglio delle dimensioni di una moneta a chilometri di distanza, con entrambi i punti in movimento. Questa componente sarà messa alla prova nel 2027, quando due satelliti saranno lanciati specificamente per testare l’interconnessione laser.

Come sottolinea Travis Beals, Senior Director for Paradigms of Intelligence in Google Research, si tratta di un percorso deliberatamente incrementale: prima capire se l’hardware regge fisicamente, poi affinare via via i sistemi di raffreddamento e connessione. Prima di immaginare un cloud tra le stelle, Google deve dimostrare che un processore può sopravvivere al viaggio. Un approccio che l’azienda paragona ai lunghi cicli di sperimentazione che hanno preceduto la guida autonoma e il calcolo quantistico, prima che diventassero sistemi utilizzabili su scala reale.

Fonte: Il Sole 24 Ore