Pojďme si uvést důležitou myšlenku hned na začátek. Datacentra na oběžné dráze nejsou a nebudou zamýšleny jako skutečná konkurence k pozemním datacentrům. Pokud se budeme snažit tvrdit opak, pouze tím oddálíme nepříjemné otázky, na které společnost dříve či později bude chtít znát odpověď. Tedy, jaká všechna data jsme schopni na nízkých oběžných drahách získávat, že je třeba jejich objem zpracovávat na okraji sítě ještě na orbitě, protože takové množství dat není možné technicky, ekonomicky, možná i s ohledem na jurisdikci, přepravovat na Zemi.

Tím můžeme nepříjemnou, ale nevyhnutelnou část uzavřít a věnovat se technickým aspektům, protože jednotlivé části budoucích družickových datacenter už dnes prakticky existují. Výpočetní akcelerátory, rozkládací solární panely, velkoplošné radiátory,FSO (Free-Space Optics) pro mezidružicové spoje i propoje na pozemní stanice. Zbývá jejich spojení do výpočetního celku o výkonu desítek až stovek megawattů.

Komerční pokusy již začínají. Start-up Starcloud, který do roku 2025 vystupoval jako Lumen Orbit, navrhuje modulární sestavy se servery a solárními panely. Google má Project Suncatcher, výzkumný projekt konstelace satelitů s akcelerátory TPU a FSO spoji. Google také plánuje na začátek roku 2027 vypustit dvě prototypové družice s firmou Planet. Nejde tedy zatím o komerční datacentrum, ale o ověřovací misi.

Datacentrum ve vakuu není studená serverovna

Návrh vypadá na první pohled přímočaře. Ve vhodné dráze dostávají panely sluneční záření bez atmosférických ztrát a bez počasí. Systém může být orientován ke Slunci a v některých drahách být osvětlen po velkou část oběhu. Odpadá připojení k elektrické síti, záložní dieselové zdroje i povolování nových vedení. Výpočetní moduly lze teoreticky přidávat po kusech.

Nejnáročnější částí tedy není výroba elektřiny, ale teplo. Vakuum nechladí. Z elektroniky není kam odvést energii prouděním vzduchu ani vedením do okolí. Teplo musí kapalný okruh dopravit do velkoplošných radiátorů, které jej vyzáří v infračerveném spektru. Jejich rozměr roste se ztrátovým výkonem a s požadovanou teplotou. Radiátory, panely, stínění proti radiaci a mechanika pro jejich rozložení proto zabírají podstatnou část hmotnosti i plochy celé sestavy.

Starcloud ve svém whitepaperu uvádí jako ilustrativní návrh pětigigawattové infrastruktury solární pole přibližně 4 × 4 km. Už samotné číslo ukazuje rozdíl mezi studií a provozem. Firma také odhaduje, že jedna těžká raketa by mohla vynést asi 40 MW výpočetní kapacity. Tento výpočet stojí na předpokladech v ceně a nosnosti budoucích nosičů, budoucí hustotě racků i budoucí konstrukci modulů. Doposud nejde o ověřený výkon hardware ve vesmíru.

Pro inferenci velkých modelů nestačí dostat na orbitu pouze dostatečné množství výpočetního hardware. Akcelerátory musí být propojené sítí s vysokou propustností a malou latencí. Starcloud proto navrhuje moduly vzdálené od sebe jen stovky metrů a propojené optikou v nosné konstrukci. Takže vláknová optická síť uvnitř výpočetního klastru, mezidružicové laserové spoje a laserové spoje na mateřskou planetu.

Dlouhý paprsek, omezený čas

Přenos dat mezi družicí a Zemí dnes brzdí radiové spektrum i počet dostupných bran. Laserová komunikace pracuje s úzkým optickým svazkem, takže nabízí větší přenosovou kapacitu a částečně ztěžuje odposlech či rušení. Svazek je nutné s velkou přesností sledovat, mraky jej efektivně zablokují a turbulence atmosféry zhoršuje příjem. Praktický systém proto potřebuje síť geograficky rozložených pozemních stanic, předpověď oblačnosti, rychlé přepojování tras a často i rádiovou řídicí či záložní vrstvu.

Britská Archangel Lightworks v květnu předvedla nasaditelnou stanici TERRA-M. Optická hlava měří zhruba 1,1 m na výšku a 0,7 m v průměru. Ve zkouškách přenášela data z nízké oběžné dráhy při opakovaných přeletech. Podle informací pro The Register dokáže vysílat i přijímat až 10 Gb/s. Je třeba mít na vědomí, že přelet družice nad konkrétním místem trvá řádově minuty. Musí tak být vybudován dostatečný předávací řetězec pozemnbích stanic.

V Řecku zprovoznila Astrolight stanici Holomondas s rychlostí příjmu až 2,5 Gb/s. Systém kombinuje 808nm laserový maják pro zaměření protějšku s optickým přijímačem v pásmu C a kalibrací, která kompenzuje teplotní změny i mechanické posuny. Používá se pro experimentální družice PeakSat a ERMIS-3.

Starcloud a Archangel podepsaly memorandum o integraci TERRA-M s plánovanou konstelací orbitálních datacenter. Nejbližší aplikační případ je pozorování Země. Družice nemusí dolů posílat každý surový snímek: na palubě může provést kalibraci, detekci změn, klasifikaci nebo vybrat jen relevantní výřezy a stáhnout menší výsledek. V tomto režimu dává výpočet u zdroje dat technický smysl i v malém měřítku, zvlášť u nouzového monitoringu, průzkumu a vědeckých měření.

Jedna konstelace, více funkcí

Nízká oběžná dráha může z komunikační sítě vytvořit infrastrukturu použitelnou i mimo samotný přenos dat. Starlink je názorný příklad, ovšem bez zjednodušování. SpaceX v minulosti uváděl, že terminály Starlinku mohou z časů příjmu signálu odvodit polohu a poskytovat velmi přesný čas. To z něj nedělá veřejně dostupný ekvivalent GNSS. Přístup k lokalizačním údajům, který někteří uživatelé využívali jako zálohu při rušení GPS, SpaceX v květnu 2026 omezil. Jde o potenciální službu PNT (positioning, navigation and timing), ne o otevřený civilní navigační systém se zaručeným rozhraním a dostupností.

Podobně je zavádějící tvrdit, že Starlink je radarová konstelace. Družice Starlinku nenesou standardní radarový náklad pro pozorování Země. Jejich širokopásmové downlinky ale mohou sloužit jako cizí zdroj ozáření pro pasivní radar na zemi. Výzkumníci z Varšavské technické univerzity ukázali možnost vytvářet pasivní SAR snímky z těchto signálů. Radarový přijímač a zpracování odrazů zůstávají na zemi; konstelace pouze vysílá komunikační signál. Stejná hustá síť družic může být postupně doplněna výpočetní, navigační nebo senzorickou funkcí, ale každá z nich má vlastní technické, licenční a bezpečnostní limity.

Ekonomika je oproti pozemním datacentrům ztrátová

Největší rizika se neskrývají ve vizualizacích solárních panelů, ale v provozu. Kosmické záření zkracuje životnost součástek a vyvolává chyby, hardware nelze běžně vyměnit za novější generaci a porucha chlazení nebo napájení je problémem celé družice. Připočíst je nutné startovní hmotnost, stínění, pohonné látky pro vyhýbání se srážkám, údržbu pozemních bran a bezpečné ukončení mise. Velké, rozkládací struktury také přispívají k provoznímu riziku v už tak zaplněných nízkých drahách.

Analytici ABI Research hodnotí hyperscale orbitální datacentra jako dlouhodobý cíl. Ve svém modelu upozorňují, že celkové náklady vlastnictví budou výrazně vyšší než u pozemního ekvivalentu. Uvedený hrubý odhad dosahuje až 78násobku. Na druhé straně počítají s tím, že se do roku 2035 mohou dostat do orbitálního provozu tisíce menších výpočetních uzlů s celkovým efektivním výkonem 1,5 GW.

Orbitální datacentra se nestanou náhrada pozemních datacenter. První smysluplné nasazení budou spíše specializované uzly, které ihned zpracují data vznikající na družicích a na Zemi předají jen výsledek. Současné demonstrace již ukazují funkční dílky této skládačky blízkého vesmíru.

Zdroje

Starcloud: Why we should train AI in space · Google Research: Project Suncatcher · Archangel Lightworks: TERRA-M · The Register: TERRA-M a optické spoje britské armády · Astrolight / Holomondas · ABI Research: Data Centers in Space · Starlink jako pasivní radar – IEEE · Starlink a PNT – Ars Technica