Space-based Data Center (SBDC) - Ascend

An anderer Stelle andiskutiert, so stellt sich die ESA bzw. Thales in einer (schon etwas älteren Studie) ein weltraumgestütztes Rechenzentrum vor.

Was auf der Erde Industriehallen füllt und umfangreiche Infrastruktur benötigt (Energie, Kommunikation, Wartung) muß im Weltraum klein anfangen.

Eine Studie zum Thema von ESPI und der TU München.

Es geht eher um eine Markt-Studie und welche Unternehmen sich mit dem Thema beschäftigen als um technische Aspekte.
In tendentiell sinkenen Transportkosten sieht man die Realisierbarkeit einer solchen Anwendung "Rechenzentrum" im Weltraum.

https://www.espi.eu/wp-content/uploads/2025/11/SBDCs.pdf

Thermalmanagement ist und bleibt für mich hier die Große „Ungelöste“, die  Grenze. Wie soll diese ganze Wärme eines leistungsfähigen Rechenzentrums aus dem System gebracht werden? Wie groß oder wie heiß müssen die Radiatoren werden? Das eine ist ein Problem der Konstruktion und Masse, das andere für das Material.

Das Dokument spricht das auch an, aber nicht vollständig, nicht abschließend. Am Anfang sage sie, dass es noch eine für das Ziel ungelöste technologische Herausforderung ist. Sie erwarten aber keine Kostenexplosion bei der Lösung, wegen unspezifischer technologischer Fortschritte. Später werden noch ein- und zwei-Phasen Wärmetransport genannt und grob verglichen. Aber das adressiert nur den Transport im System … eben nicht die Abstrahlung am Ende.

Was da inzwischen technisch möglich (und bereits im Einsatz !) ist, zeigen doch die sonnennahen Missionen wie Parker Solar Probe oder Solar Orbiter: Wärmefluss bis zu 0,65 MW/m²; Radiatortemperatur 1370 deg C usw. Solche hohen Abstrahlungstemperaturen muss man hier natürlich erst mal erreichen (Wärmepumpen o.ä.; von alleine fliesst die Wärme ja nicht vom kälteren Teil zum wärmeren)

Starcloud ist ein junges Unternehmen aus Redmond, Washington, das sich das Ziel gesetzt hat, Datacenter insbesondere für KI ins All zu verlagern. Klingt erst mal komplett wahnsinnig, aber nachdem ich mir ihr WP durchgelesen habe, finde ich die Idee bestechend! Anfangs wurden sie dafür belächelt, aber nachdem Google und nicht zuletzt SpaceX auch Pläne in die Richtung bekannt gegeben haben, sind die jetzt (zumindest in USA in allen Medien).

Die Firma ist auch kein reiner PPT Shop, sondern die haben inzwischen bereits einen Satelliten namens „Starcloud2“ im Orbit, der wurde mit der Bandwagon 4 auf Falcon 9 gestartet. Darin befindet sich ein Nvidia H 100 Rechner, der ja u.a. auch von OpenAI für ChatGPT verwendet wird.

Hauptvorteil für AI Datacenter im All sind lt. Starcloud die praktisch unbegrenzte Solarenergie (sonnensynchroner Orbit) und die Kühlung ohne Ressourcenverbrauch rein durch Radiatoren. Die müssen natürlich riesig sein, um die enorme Energiemenge abstrahlen zu können. Aber sie denken, dass das geht. Letztlich ist ein Radiator ja auch „nur Fläche“, die muss nicht dick und schwer sein.

Klar, das anvisierte 5 GW Rechenzentrum ist natürlich eine Riesenaufgabe, aber sollte Starship irgendwann mal einsatzbereit sein, dann wäre das ja die ideale Nutzlast für so einen schweren Träger.

Hier der Link zur Homepage:

https://www.starcloud.com/

WP:

https://www.starcloud.com/wp

Paar Videos:

https://www.youtube.com/watch?v=d3FOayh2hGk

https://www.youtube.com/watch?v=44xJ8RQGp5k

Hauptvorteil für AI Datacenter im All sind lt. Starcloud die praktisch unbegrenzte Solarenergie (sonnensynchroner Orbit) und die Kühlung ohne Ressourcenverbrauch rein durch Radiatoren. Die müssen natürlich riesig sein, um die enorme Energiemenge abstrahlen zu können. Aber sie denken, dass das geht. Letztlich ist ein Radiator ja auch „nur Fläche“, die muss nicht dick und schwer sein.

Hört sich schon gut an (der Radiator könnte bequem die Rückseite der Solarpanels sein), aber die Kühlung wird schon eine Mammutaufgabe. Elektronische Bauteile vertragen ja keine hohen Temperaturen. Und die Radiatortemperatur mit Wärmepumpen erhöhen, bringt wieder mehr Komplexität und damit Fehleranfälligkeit.

...
Letztlich ist ein Radiator ja auch „nur Fläche“, die muss nicht dick und schwer sein.
...

Na das stimmt so pauschal nicht. Die Wärme muss zum Radiator "gebracht" werden. Und der muss relativ heiß sein, um viel Wärme abzustrahlen. Von "alleine" fließt die Wärme aus dem Satelliten mit "Raumtemperatur" im Inneren nicht zum heißen Radiator. Wenn man die Wärme mit Fluiden transportiert, braucht macht u.a.  Leitungen zum und im Radiator. Damit wird er dick, schwer, komplex.

Quintessenz: Radiatoren sind nicht "nur eine Fläche" ...

Das finde ich alles schon etwas fragwürdig, alleine das Energiemanagement:

Für die Stromversorgung wird ein PV-Feld von 4 x 4 km benötigt, die Wärmeabstrahlfläche (der Radiator) soll auf dessen Rückseite montiert werden. Allerdings wird nur ca. 22% der solaren Einstrahlung auf die PV-Module in elektrische Leistung umgewandelt, der Rest wird als Wärme nach vorne und hinten abgestrahlt, d.h. die PV-Fläche erwärmt den Radiator zusätzlich. Um das zu vermeiden müssen die PV-Module auf der Rückseite thermisch isoliert werden. Diese Maßnahme wird zwar in dem Papier erwähnt, wird allerdings nicht in die Berechnung der Gesamtmasse der solaren Stromversorgung mit eingerechnet.

PV-Module, die an Sonden im All befestigt sind, sollen möglichst viel Wärme nach hinten abstrahlen, da der Wirkungsgrad bei steigender Zellentemperatur sinkt. Diese Abstrahlung wird durch eine Hinterdämmung verhindert, so dass sich die Wärmeenergie, die in den PV-Zellen anfällt, jetzt komlett nach vorne abgegeben werden muss, was zu einer Temperaturerhöhung führt.

Dazu kommt die Installation gewaltiger Wärmepumpen mit geringem Wirkungsgrad bei den erforderlichen Temperaturen für die Radiatoren. Und das Problem, dass die Rückseite, die zur PV-Fläche zeigt und wahrscheinlich eine Temperatur von über 1.000 K hat, mit einem sehr leichten aber temeraturfesten Isoliermaterial versehen werden muss, auch dazu keine Angaben.

Die ganze Konstruktion wird außerdem so zerbrechlich sein, dass sie keine Manöver ausführen kann. Wenn also ein toter Satellit auf Kollisionskurs ist, wird man nur noch zuschauen können und wenn der Einschlag im oder in der Nähe des Zentrums erfolgt, ist das Projekt am Ende.

Ich vermute mal, dass auch andere Fakten schöngerechnet wurden, bspw. zum Datenaustausch, zur Abschirmung gegen Strahlung, Wartungsintensität usw.

Da fand ich das Unterwasserprojekt schon eher machbar:

https://www.heise.de/news/China-nimmt-windkraftbetriebenes-Unterwasser-Rechenzentrum-in-Betrieb-10963063.html

Ein Ansatz zur Lösung wären ggf. verteilte "Rechenzentren", also keine großen Brummer, sondern mehrere/viele kleine "klassische Satelliten", die "miteinander rechnen". Das vereinfacht zumindest die mechanische und thermale Konstruktion, verkompliziert aber andere Aspekte: Datenaustausch innerhalb des Rechenzentrums, Formationskontrolle, ...

Geplant ist aber ein zentraler Knoten, s. das Startvideo:

https://www.starcloud.com/

Geplant ist aber ein zentraler Knoten, s. das Startvideo:

https://www.starcloud.com/

Ich würd mich jetzt nicht zu sehr an dem Beispiel aufhängen. Ich sehe das eher als eine ferne Vision, wenn überhaupt. Schwarz plant z.B. für das neue KI Zentrum in Brandenburg 200 MW Anschlussleistung, 5 GW da ist schon sehr weit in Zukunft gedacht ...

Ich sehe trotz der Probleme durchaus sehr viel Potential, allein die 24/7 immer konstante Energieversorgung dürfe am Boden immer mehr zur Herausforderung werden, Solarenergie am Boden macht die Sache aufgrund der Schwankungen (Wetter, Nacht) noch komplizierter. Auch die kompakte mögliche Bauform bei Schwerelosigkeit hat Vorteile. Die Vakuumlichtgeschwingkeit liegt 30% über der von Glasfaser, angeblich sind heute schon 800 GBit/s möglich und die Entwicklung optischer Übertragungen dürfte weiter voranschreiten. In Kombination mit den immer mehr werdenden Internet- Konstellationen im LEO ist die weltweite direkte Anbindung zu Kunden weltweit auch gegeben.

Ob man wirklich 4x4 km große Megastrukturen aufbauen will und kann? Da hab ich auch meine Zweifel. Aber das wird sich ja zeigen.

Jedenfalls scheint mir das Interesse enorm zu sein, Google, SpaceX, BO, ... alle wollen irgendwie dabei sein. Der zuletzt genannte prognostierte Wert von SpaceX von 1.5 Billionen USD lässt sich aus den Unternehmenszahlen (ca. 13 MRD Umsatz bei kaum / keinem (?) Gewinn) ja wohl kaum ableiten. Da steckt meiner Meinung die Überlegung dahinter, dass SpaceX mit dem Starship ein Mega - Profiteur sein würde, falls die Idee tatsächlich einschlägt.   

Wenn aber irgendwem eine schlauer Trick einfällt, mit 90 % weniger Rechenleistung auszukommen, schauen alle in die Röhre ...

Es sieht so aus, dass die unterbrechungsfreie Stromversorgung der einzige Vorteil ggü. einer Reihe von Nachteilen ist. Aber selbst bei einer optimalen PV-Anlage erzielt man nur ca. 250W/qm im polaren Orbit, also werden dann auch die entsprechend großen Konstruktionen erforderlich sein.

Bevor das alles realisiert ist, wird man auf der Erde wahrscheinlich aus der Kombination von reg. Energieerzeugung und passenden Speichern die Stromversorgung 24/7 bereitstellen können. Und selbst die Wiederinbetriebnahme von alten Atomreaktoren scheint mir realistischer, wenn auch nicht unbedingt wünschenswert.

Es sieht so aus, dass die unterbrechungsfreie Stromversorgung der einzige Vorteil ggü. einer Reihe von Nachteilen ist.

Ich seh da schon noch mehr: Agilität zum Beispiel!

Freiheit von politischen Meinungen und Strömungen (Elon hat ja schon seine Erfahrungen in Brandenburg gemacht), langwierigen nationalen und lokalen Genehmigungsverfahren (man erinnere sich an die Leier mit der Stromtrasse durch Deutschland), da kleben keine Klimakleber oder sonstige Aktivisten, da wohnt keine Unke, keine Eidechse und keine Fledermaus. Ich bin nicht abhängig von der mehr oder minder ausgeprägten Dynamik der lokalen Energieversorger, ich muss keine Grundstücke erwerben, Umweltgutachten einholen, Ausgleichsflächen schaffen, usw. usf....

Es wird im Wesentlichen davon abhängen, wie weit die Startkosten sinken. Ich bin z.B. kein Anhänger von Elons Mars - Besiedelungs - Fantasien, aber sollte es wirklich mal eine so große Starship Flotte geben, stehen noch nicht gestarteten Schiffe im dümmsten Fall 26 Monate rum, ehe es in den Einsatz geht. Warum nicht zwischendurch bisschen Geld verdienen?

Komplett regelfrei ist der Orbit doch auch nicht. Derzeit sind das v.a. Frequenzrechte (also eher wenig Regulation, es werden praktisch keine anderen Aspekte betrachtet), aber das ändert sich auch, gerade in Europa mit dem European Space Act.

Nunja, das wird den guten EM halt wenig kümmern nachdem er erst wieder gezeigt hat wie unwichtig ihm regulatorische Beschränkungen gerade aus Europa sind.

Bernd L. hat in seinem Blog mal die technischen und finanziellen Voraussetzungen für solche KI-Rechenzentren in einer Erdumlaufbahn vorgerechnet:

https://www.bernd-leitenberger.de/blog/2026/01/27/musks-ki-rechenzentren-im-orbit/