Зворотне перероблення космічного сміття нагадує видобуток астероїдів навпаки.
Ідея Ілона Маска щодо створення супутникової мегасузір’я з мільйона серверних центрів для штучного інтелекту (ШІ) може бути не зовсім практичною чи економічною, але, безумовно, унікальною. Це найближче, що ми наближаємося до реалізації проєкту, який передбачатиме виведення значної кількості цінних матеріалів у космос. Людство загалом не надто добре справляється з матеріальною стійкістю, але зазвичай ми говоримо про те, що матеріали виходять з циклу перероблення, а не про те, що вони виходять за межі гравітаційного тяжіння Землі.
Комерційний космічний сектор часто розмірковує про привабливість видобутку дорогоцінних металів з астероїдів для подальшого повернення їх на Землю. За яких обставин ми будемо готові робити це навпаки? Лише один Starlink подвоїв масу об’єктів на низькій навколоземній орбіті, а запропонована сузір’я дата-центрів буде набагато більшою — і принаймні частину супутників буде утилізовано шляхом відштовхування їх від Землі.
З огляду на приблизно п’ятирічний очікуваний термін служби графічних процесорів (GPU) дата-центрів, близько 200 000 із 1 мільйона запропонованих супутників SpaceX AI1 будуть виведені з експлуатації щороку. Згідно з їхньою заявкою до FCC від 29 травня, приблизно 40 000 супутників точно зійдуть з орбіти та згорять в атмосфері. (Ці матеріали здебільшого дисперсуються в атмосфері, перетворюючи ресурс на розсіяний забруднювач, який повільно осідає по всій планеті. Пов’язана проблема: алюміній спричинить невизначений рівень виснаження озонового шару протягом десятиліть.) Деякі або всі з решти 160 000 супутників будуть переміщені на далеку “утилізаційну” орбіту. В обох випадках вони будуть втрачені з точки зору “матеріального життєвого циклу”.
Без повних, детальних специфікацій цих супутників неможливо належним чином підрахувати обсяг матеріалів, про які йдеться. Зосередившись лише на самих GPU, ігноруючи сонячні панелі, системи охолодження та інше серверне та мережеве обладнання, можна принаймні отримати відправну точку.
Маск описував ці супутники як використання модифікованого стійки Nvidia Vera Rubin NVL72, яка містить 72 GPU. Хоча це посилання на дещо застарілу карту, дослідження матеріального сліду великих мовних моделей (LLM) від травня надало повний хімічний аналіз карти A100, що охоплює 32 елементи. Масивний радіатор з повітряним охолодженням на цій карті становив 88% її маси, яку ми просто виключимо, оскільки супутнику, очевидно, знадобиться інший тип охолодження, який ще не визначено.
Але, виходячи з надзвичайно консервативного припущення, що кожен супутник AI1 складається лише з 72 оголених GPU A100, скріплених разом, ми можемо оцінити матеріали, експортовані в космос (або настільки випаровані, що це було б те саме), щороку.
Це включає 1000 тонн міді, 170 кг золота, майже 2 тонни срібла, понад 20 тонн вісмуту та титану, понад 2 тонни паладію та 76 кг талію.
Деякі з цих елементів, як не дивно, є незначними в порівнянні з обсягом, який ми видобуваємо щорічно. Але це становить близько 1% світового річного видобутку паладію та талію — вражаюча кількість для викидання в космос.
Неприємний магазинчик поблизу Землі
Інший спосіб розглянути це — обчислити розмір астероїда, який довелося б видобувати, щоб отримати обсяги цих елементів, що втрачаються. Як зазначається у дослідженні 2023 року, існує лише кілька елементів, які зустрічаються в астероїдах у вищій концентрації порівняно з рудами на Землі, наприклад, метали платинової групи.
Використовуючи середню хімію та щільність для кількох різних типів астероїдів — поширених вуглецевих хондритів групи CM та рідкісніших залізовмісних астероїдів типу M — деякі з втрачених елементів можна було б знайти у тілах помірного розміру. Платина, наприклад, еквівалентна вмісту астероїда діаметром від 16 до 43 метрів. 180 кг кобальту можна було б отримати з астероїда діаметром від 3 до 6 метрів.
Але для вилучення 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 — приблизно 530-метровий астероїд.
Знову ж таки, це довелося б повторювати щорічно, щоб компенсувати втрати від сузір’я супутників.
Більшість із цих елементів мають занадто низьку вартість, щоб бути цільовими об’єктами для видобутку астероїдів, але було висловлено припущення, що космічні матеріали, такі як алюміній і титан, колись можуть видобуватися в космосі для використання там. SpaceX запропонувала варіант цього у заявці до SEC: “Ми маємо намір створити виробничі потужності на Місяці, включаючи фабрики для виробництва великомасштабних супутників ШІ […] Ми очікуємо використовувати сировину з Місяця для створення 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 вагу, яку потрібно запустити з поверхні Землі. (Звісно, спочатку довелося б запустити туди цілу місячну базу, гірничодобувну установку та фабрику супутників…)
Існує низка питань щодо всього цього, на які не довелося б відповідати, якби сервери будувалися на Землі, розгорталися в дата-центрах у звичайних будівлях і відповідально перероблялися як електронні відходи через кілька років після закінчення їх терміну служби. (Або, ще краще, продати частину обладнання на вторинний ринок, якщо воно має залишковий ресурс). Окрім вартості виведення чогось на орбіту, існує й вартість того, що це неможливо повернути.
Чи настане колись день, коли для космічних проєктів проводитиметься екологічна експертиза, яка включатиме оцінку маси матеріалів, яку проєкт пропонує вилучити із земної системи? Правова база для видобутку корисних копалин із космосу активно обговорювалася, але перевантажені 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