Математика космічного “викидання” матеріалів схожа на видобуток астероїдів навпаки.
Заяви Ілона Маска про підтримку супутникової мегаконстеляції центрів обробки даних зі штучним інтелектом, що складатиметься з мільйона одиниць, можливо, не зовсім практичні чи економічні, але, безумовно, унікальні. Це найближче, на що ми наблизилися до розгляду плану, який передбачатиме виведення значної кількості цінних матеріалів у космос. Людство не надто добре справляється з матеріальною стійкістю, але зазвичай ми говоримо про те, що матеріали вислизають із циклу переробки, а не про те, що вони покидають гравітаційне поле Землі.
Комерційний космічний сектор полюбляє говорити про привабливість видобутку астероїдів для дорогоцінних металів, щоб повернути їх на Землю. За яких обставин ми будемо готові робити це навпаки? Сам Starlink подвоїв масу об’єктів на низькій навколоземній орбіті, а ця орбітальна констеляція центрів обробки даних перевершить це — і позбудеться принаймні деяких супутників, відштовхнувши їх від Землі.
Враховуючи приблизно п’ятирічний очікуваний термін служби графічних процесорів для центрів обробки даних, близько 200 000 із 1 мільйона запропонованих супутників SpaceX AI1 будуть виведені з експлуатації щороку. Згідно з їхньою заявкою до FCC від 29 травня, близько 40 000 супутників точно зійдуть з орбіти й згорять в атмосфері. (Ці матеріали здебільшого розсіються в атмосфері, перетворюючи ресурс на дифузний забруднювач, який повільно осідає по всій земній кулі. Одна пов’язана проблема: алюміній спричинить невідому кількість виснаження озону протягом десятиліть.) Частина або всі з решти 160 000 супутників будуть переміщені далі, на віддалену «утилізаційну» орбіту. В будь-якому випадку, з точки зору «життєвого циклу матеріалів» вони втрачені.
Без повних, детальних специфікацій цих супутників неможливо належним чином оцінити кількість матеріалів, про які йдеться. Зосередившись лише на самих графічних процесорах, ігноруючи сонячні панелі, системи охолодження та решту серверного та мережевого обладнання, можна принаймні отримати початкову точку.
Маск описав ці супутники як такі, що використовують модифіковану стійку Nvidia Vera Rubin NVL72, яка містить 72 графічні процесори. Хоча це стосується дещо старішої карти, травневе дослідження матеріального сліду великих мовних моделей надало повний хімічний аналіз A100, що охоплює 32 елементи. Масивний радіатор із повітряним охолодженням на цій карті становив 88 відсотків її маси, яку ми просто мусимо виключити, оскільки супутник, очевидно, потребуватиме іншого типу охолодження, яке не визначено.
Але, використовуючи надзвичайно консервативне припущення, що кожен супутник AI1 складається просто з 72 голих графічних процесорів A100, скріплених разом, ми можемо оцінити матеріал, експортований у космос (або випарований настільки ретельно, що це майже те саме), щороку.
Це включає 1000 тонн міді, 170 кілограмів золота, майже 2 тонни срібла, понад 20 тонн кожен бісмуту та титану, понад 2 тонни паладію та 76 кілограмів талію.
Деякі з цих елементів, як не дивно, є незначними порівняно з кількістю, яку ми видобуваємо щороку. Але це становить близько 1 відсотка світового річного видобутку паладію та талію — вражаюча кількість, яку викидають у космос.
Магазин зручності по сусідству із Землею
Інший спосіб осмислити це — розрахувати розмір астероїда, який довелося б видобувати, щоб отримати ті кількості цих елементів, які втрачаються. Як зазначається у дослідженні 2023 року, існує лише кілька елементів, які можна знайти в астероїдах з вищою концентрацією порівняно з рудами на Землі, як-от метали платинової групи.
Використовуючи середню хімію та щільність для кількох різних типів астероїдів — звичайних вуглецевих хондритів групи CM та рідкісніших залізовмісних астероїдів типу M — деякі з втрачених елементів можна знайти в тілах помірного розміру. Платина, наприклад, еквівалентна вмісту астероїда діаметром від 16 до 43 метрів. 180 кілограмів кобальту можна було б отримати з астероїда розміром від 3 до 6 метрів.
Але для отримання такої кількості міді знадобився б астероїд діаметром 140–190 метрів, для еквівалентної кількості срібла та барію — приблизно 225–300 метрів, а для еквівалентної кількості олова — приблизно 530-метровий астероїд.
Знову ж таки, це довелося б повторювати щорічно, щоб компенсувати втрати від супутникової констеляції.
Більшість цих елементів мають занадто низьку цінність, щоб бути запропонованими цілями для видобутку астероїдів, але було висловлено припущення, що космічні матеріали, такі як алюміній і титан, одного дня можна буде видобувати в космосі для використання там. SpaceX запропонувала варіант цього у своїй заявці до SEC: «Ми маємо намір створити можливості для виробництва на Місяці, зокрема фабрики для виробництва великомасштабних супутників для обчислень зі штучним інтелектом […]. Ми очікуємо використовувати сировину з Місяця для виготовлення більшої частини маси супутників і відправляти чіпи та інші легші елементи з Землі».
Технічно можливо видобувати алюміній і титан на Місяці. Це не обов’язково означає, що дешевше виробляти супутники на Місяці лише тому, що це зменшить вагу, яку потрібно запустити з поверхні Землі. (Звісно, спочатку довелося б запустити туди цілу місячну базу, гірничодобувну операцію та фабрику супутників…)
Існує низка питань щодо всього цього, на які не довелося б відповідати, якби хтось будував сервери на Землі, розгортав їх у центрах обробки даних у звичайних будівлях і відповідально переробляв електронні відходи через кілька років, коли вони вийдуть з ладу з причин, пов’язаних із підсумовуванням електронної пошти. (Або ще краще, продати частину обладнання на вторинному ринку, якщо воно ще придатне до використання.) Окрім вартості виведення чогось на орбіту, існує вартість того, що це не буде повернуто.
Чи буде колись екологічна експертиза для космічних проєктів, яка включатиме оцінку маси матеріалів, які вона пропонує вилучити із земної системи? Правова база для видобутку корисних копалин з космосу широко обговорювалася, але завантажені орбіти, повні сміття (або сміття, що повертається в атмосферу), можуть бути не єдиною проблемою утилізації космічних відходів на горизонті, якщо проєкти такого масштабу колись будуть серйозно реалізовані.
Подробиці можна знайти на сайті: arstechnica.com