Математика космічного “викидання” матеріалів схожа на видобуток астероїдів навпаки.
Ідея Ілона Маска щодо розгортання супутникового мегасузір’я з мільйоном дата-центрів зі штучним інтелектом може бути не зовсім практичною чи економічною, але, безумовно, унікальною. Це найближче, на що ми наблизилися до реалізації проєкту, який передбачає виведення значної кількості цінних матеріалів у космос. Людство загалом не дуже добре справляється з матеріальною сталістю, але зазвичай ми говоримо про матеріали, які виходять з циклу переробки, а не про вихід з гравітаційного поля Землі.
Комерційний космічний сектор часто говорить про привабливість видобутку дорогоцінних металів з астероїдів для доставки їх на Землю. За яких обставин ми будемо готові робити протилежне? Лише супутники Starlink вже подвоїли масу об’єктів на низькій навколоземній орбіті, а таке сузір’я дата-центрів перевершить їх за масштабом, до того ж, позбуваючись щонайменше частини супутників шляхом їх виштовхування з орбіти.
З огляду на приблизний п’ятирічний термін служби графічних процесорів для дата-центрів, близько 200 000 із 1 мільйона запропонованих супутників SpaceX AI1 будуть виведені з експлуатації щороку. Згідно з їхньою поданою 29 травня заявкою до FCC, близько 40 000 супутників неминуче зійдуть з орбіти та згорять в атмосфері. (Ці матеріали переважно розсіються в атмосфері, перетворюючи ресурс на дифузний забруднювач, який повільно осідає по всій планеті. Одна пов’язана проблема: алюміній спричинить невизначену кількість виснаження озонового шару протягом десятиліть.) Деякі або всі з решти 160 000 супутників будуть переміщені на віддалену “орбіту утилізації”. У будь-якому разі, з точки зору “життєвого циклу матеріалів”, вони будуть втрачені.
Без повних, детальних специфікацій цих супутників неможливо точно підрахувати обсяг матеріалів, про які йдеться. Зосередившись лише на самих графічних процесорах, ігноруючи сонячні панелі, системи охолодження та решту серверного та мережевого обладнання, можна принаймні отримати відправну точку.
Маск описав ці супутники як такі, що використовують модифіковану стійку Nvidia Vera Rubin NVL72, яка містить 72 графічних процесори. Хоча це посилання на дещо застарілу карту, травневе дослідження матеріального сліду великих мовних моделей (LLM) надало повний хімічний аналіз карти A100, охоплюючи 32 елементи. Масивний радіатор із повітряним охолодженням на цій карті становив 88 відсотків її маси, що нам доведеться виключити, оскільки супутник, очевидно, потребуватиме іншого типу охолодження, який поки що не визначено.
Але, використовуючи надзвичайно консервативне припущення, що кожен супутник AI1 складається лише з 72 “голих” графічних процесорів A100, скріплених разом, ми можемо оцінити масу матеріалу, який буде експортовано в космос (або випарується настільки, що це буде виглядати так само) щорічно.
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, не дивно, є незначними порівняно з обсягами, які ми видобуваємо щорічно. Але це становить близько 1 відсотка світового річного видобутку паладію та талію — вражаюча кількість, яку викидають у космос.
Магазин на розі в сусідстві Землі
Ще один спосіб поглянути на це — розрахувати розмір астероїда, який довелося б видобувати, щоб отримати ті самі кількості цих елементів, що втрачаються. Як зазначається у дослідженні 2023 року, існує лише кілька елементів, які можна знайти у вищій концентрації в астероїдах порівняно з рудами на Землі, наприклад, метали платинової групи.
Використовуючи середню хімію та щільність двох різних типів астероїдів — поширених вуглелистих хондритів групи CM та рідкісних залізовмісних астероїдів типу M — деякі з втрачених елементів могли б бути знайдені в тілах помірного розміру. Наприклад, платина еквівалентна вмісту астероїда діаметром від 16 до 43 метрів. 180 кілограмів кобальту можна було б отримати з астероїда діаметром приблизно від 3 до 6 метрів.
Але для збору такої кількості міді знадобився б астероїд діаметром 140–190 метрів, для еквівалентної кількості срібла та барію — діаметром 225–300 метрів, а для еквівалентної кількості олова — астероїд діаметром близько 530 метрів.
Знову ж таки, це довелося б повторювати щорічно, щоб компенсувати втрати від супутникового сузір’я.
Більшість цих елементів мають занадто низьку вартість, щоб бути запропонованими цілями для астероїдного видобутку, але було висловлено припущення, що космічні матеріали, такі як алюміній і титан, можуть бути видобуті в космосі для використання в космосі. SpaceX запропонувала варіант цього в поданнях SEC: “Ми маємо намір створити місячні виробничі потужності, включаючи фабрики для виробництва великомасштабних супутників для обчислень зі штучним інтелектом… Ми очікуємо використовувати сировину з Місяця для будівництва більшої частини маси супутників і відправляти чіпи та інші елементи з меншою масою 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 масу, яку потрібно запускати з поверхні Землі. (Звісно, спочатку довелося б запускати цілу місячну базу, гірничодобувну установку та завод із виробництва супутників туди…)
Існує низка питань щодо всього цього, які не виникли б, якби сервери будувалися на Землі, розгорталися в дата-центрах у звичайних будівлях і відповідально перероблялися як електронні відходи через кілька років після закінчення їхнього терміну служби. (Або, що ще краще, продати частину обладнання на вторинний ринок, якщо воно має залишковий термін експлуатації.) Окрім вартості виведення чогось на орбіту, існує також вартість того, що ви не отримуєте його назад.
Чи буде колись проведено екологічну експертизу космічних проєктів, яка включатиме оцінку маси матеріалів, запропонованих для вилучення із земної системи? Юридичні рамки для видобутку корисних копалин із космосу широко обговорювалися, але заповнені сміттям орбіти (або сміття, що повертається в атмосферу) можуть бути не єдиною проблемою утилізації в космосі, яка чекає на горизонті, якщо проєкти такого масштабу колись будуть серйозно реалізовані.
Інформація підготовлена на основі матеріалів: arstechnica.com