Neue Technologie im Weltraum: Rechenzentren ziehen zum Mond

Autor: Kata Pranić

März 22, 2025

Rechenzentren ziehen in den Weltraum. Am 6. März landete Hardware in der Größe einer Schuhschachtel, die der Lonestar Data Holdings aus Florida gehört, an Bord eines Landers namens Athena, der von dem Houstoner Unternehmen Intuitive Machines entwickelt wurde, auf dem Mond. Allerdings fiel Athena während der Landung auf die Seite, hörte bald auf, Signale zu senden, und wurde für tot erklärt. Bei Lonestar Data Holdings wurde die Mission als erfolgreich erklärt, obwohl ihr Rechenzentrum nicht wie ursprünglich geplant mit Solarenergie von der gefallenen Athena betrieben werden konnte. Sie sagen jedoch, dass das erste extraterrestrische Rechenzentrum eingerichtet wurde und Lonestar das erste Unternehmen ist, das neue Rechenzentrumstechnologie im Weltraum testet, die auch die Frage aufwirft, ob Rechenzentren, große Energieverbraucher, von der Erde verlagert werden sollten.

Operation Erfolgreich

Der Versuch, ein Rechenzentrum auf dem Mond einzurichten, ist eine weitere Mission aus der Commercial Lunar Payload Services (CLPS)-Initiative der NASA, bei der die amerikanische Raumfahrtbehörde mit mehreren amerikanischen Unternehmen zusammenarbeitet, um Projekte in Wissenschaft und Technologie auf der Mondoberfläche zu etablieren. Rechenzentren gehören zu den am häufigsten diskutierten Plänen bei der Eroberung dieses Himmelskörpers. Wenn sie in den Orbit oder auf den Mond, den einzigen natürlichen Satelliten der Erde und ihren nächsten Himmelskörper, oder in dessen Nähe platziert werden, würde dies viel elektrische Energie, Wasser und Platz sparen und den Lärm auf der Erde reduzieren. Der Präsident von Lonestar, Steve Eisele, kommentierte, dass der Mond die sicherste Option für Datensicherungen sein könnte.

– Es ist schwieriger zu hacken, es ist vor allem über den Problemen auf der Erde, von Naturkatastrophen über Stromausfälle bis hin zu Kriegen – sagte Eisele.

Das Gerät von Lonestar war mit acht Terabyte Speicherplatz ausgestattet und sollte mehrere Wochen halten, bis die Mondnacht einsetzte, in der die Temperaturen stark sinken und die Solarenergie, die den Mond beleuchtet, verschwindet. Das Rechenzentrum überstand die Mondnacht nicht, aber bei Lonestar sagte man, dass sie die meisten ihrer Tests vor dem vorzeitigen Ende der Operation durchführen konnten. Lonestar erklärte, dass es das Rechenzentrum – 8 TB SSD und einen Microchip PolaFire SoC FPGA – während der gesamten Reise zum Mond erfolgreich verwaltet hat. Erfolgreiche Tests, so sagten sie, wurden nach dem Start im cislunaren Raum auf dem Weg zum Mond und in dessen Orbit durchgeführt.

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Meilensteine Überall

Der Gründer und CEO von Lonestar, Chris Stott, bestätigte gegenüber Data Center Dynamics, dass das Rechenzentrum auf dem Mond kurzzeitig betrieben wurde und dass das Unternehmen in der Lage war, Daten an den Lander zu senden und Telemetriedaten zurückzuerhalten, bevor es abgeschaltet wurde.

– Dies sind Meilensteine für den Betrieb unseres Rechenzentrums bei jedem Schritt der Mission – sagte Stott zu DCD.

Sie planen, die Datenspeicherung bis 2027 zu kommerzialisieren, indem sie eine Reihe von Satelliten am Lagrange-Punkt L1 zwischen Erde und Mond in einer Höhe von 61.350 Kilometern über der Mondoberfläche positionieren, sodass das Raumschiff einen Blick auf die Erde hat und ständigen Zugang zu Daten bietet.

Das Unternehmen von Lonestar wird von anderen amerikanischen Unternehmen verfolgt, wie Axiom Space, das am besten dafür bekannt ist, kurze private Astronautenreisen zur Internationalen Raumstation (engl. International Space Station – ISS) zu organisieren. Axiom Space beabsichtigt, bis 2027 einen Rechenknoten im Modul seiner eigenen Raumstation in niedriger Erdumlaufbahn einzurichten. Ihnen folgt das Unternehmen Starcloud, das über elf Millionen Dollar in den Start eines kleinen Datenverarbeitungssatelliten mit einer Nvidia-GPU investiert hat.

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Schnellere Datenverarbeitung

Was sind die anderen Vorteile, abgesehen von Energieverbrauch und Sicherheit, der Platzierung von Rechenzentren im Weltraum? Die Geschwindigkeit der Datenverarbeitung. Satelliten, die Daten zur Erde übertragen, haben eine begrenzte Bandbreite, und damit Benutzer Daten aus Satellitenbeobachtungen erhalten können, müssen Bilder zuerst an die spärlichen Bodenstationen, die über den Planeten verteilt sind, übertragen und zur Verarbeitung an Rechenzentren gesendet werden, was zu Verzögerungen bei der Datennutzung führt.

Der Vorteil von Rechenzentren im Weltraum ist, dass sie in vielen Fällen die Datennutzung beschleunigen werden. Dies ist äußerst wichtig, zum Beispiel, weil die Zeit vom Erhalt der Daten bis zur Handlung entscheidend für die nationale Sicherheit sowie für die wissenschaftliche Forschung ist. Ein Computer im Weltraum würde auch Kosten für die Übertragung aller Daten zur Erde sparen.

– Es wird eine Zeit kommen, in der Rechenzentren im Weltraum ebenso wirtschaftlich sein werden wie die auf der Erde. Wollen wir sie und in welchem Fall auf der Erde, wo sie Strom, Wasser und andere Arten von Versorgungsleistungen, einschließlich Immobilien, verbrauchen? – erklärte Jason Aspiotis, globaler Direktor für Daten und Sicherheit im Weltraum bei Axiom.

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Raue Bedingungen

Damit diese Rechenzentren erfolgreich sind, müssen sie in der Lage sein, rauen Bedingungen im Weltraum standzuhalten, genügend Solarenergie zu gewinnen, um zu funktionieren, und kosteneffektiv zu sein. Optimisten argumentieren, dass es sich lohnt, die Herausforderungen des Transports von Rechenzentren in den Weltraum anzugehen und dass dies im Vergleich zu den Problemen, mit denen Rechenzentren auf der Erde konfrontiert sind, nicht so anspruchsvoll ist. Die Auswirkungen der Computerinfrastruktur auf die Umwelt sind ein Problem, das zunehmend diskutiert wird, insbesondere seit die künstliche Intelligenz fortgeschritten ist, sowie das Mining von Kryptowährungen, das elektrische Energie verbraucht. Rechenzentren verbrauchen jetzt bis zu zwei Prozent der weltweiten elektrischen Energie, und laut einem Bericht von Goldman Sachs, der letztes Jahr veröffentlicht wurde, könnte dieser Prozentsatz bis 2030 sich verdoppeln.

– Rechenzentren auf der Erde benötigen viel Energie, um zu funktionieren, was bedeutet, dass sie einen großen CO2-Fußabdruck haben. Darüber hinaus produzieren sie viel Wärme und benötigen Wasser zur Kühlung. Keines dieser Probleme besteht im Weltraum, wo es unbegrenzten Zugang zu Solarenergie gibt und wo überschüssige Wärme einfach ins All abgegeben werden kann – erklärte Damien Dumestier, Architekt für Weltraumsysteme bei dem französisch-italienischen Unternehmen Thales Alenia Space.

Dumestier, der eine Machbarkeitsstudie zur Platzierung großer IT-Infrastrukturen in der Erdumlaufbahn, finanziert von der Europäischen Union, leitete, betrachtet den Weltraum als eine sicherere Option als die Erde für die Datenübertragung und -speicherung. Beispielsweise sind Unterwasser-Glasfaserkabel anfällig für Sabotage und Naturkatastrophen, wie den Unterwasser-Vulkanausbruch, der kürzlich das Unterwassernetz des Königreichs Tonga, einer Nation, die sich über 177 Inseln erstreckt, durchtrennte. Rechenzentren, die hoch über der Erde positioniert sind und durch Laserlinks verbunden sind, sind unmöglich zu hacken oder abzuschneiden. Allerdings ist nicht alles so perfekt, wie es scheint. Rechenzentren im Weltraum sind nicht unverwundbar; sie sind Bedrohungen durch Anti-Satelliten-Raketen, nukleare Explosionen im Weltraum und abfangende Roboter ausgesetzt, aber es gibt auch Lösungen dafür. Der Schlüssel liegt in ihrem Design, damit sie Stöße von kleinen Meteoriten und Weltraummüll überstehen können. Ein größeres Problem ist die Exposition der elektronischen Ausrüstung des Rechenzentrums gegenüber Solarenergie, die sie im Laufe der Zeit beschädigen könnte.

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Mögliche Lösungen

Das Unternehmen Axiom beabsichtigt, dieses Problem durch den Einsatz verstärkter militärischer Ausrüstung zu lösen, die laut Direktor Aspiotis in extremen Bedingungen gut übersteht. Auf der anderen Seite glaubt Lonestar, dass es starke Strahlung in der Nähe des Mondes vermeiden kann, indem es Rechenzentren in Lavahöhlen unter der Mondoberfläche platziert. Eine der unterforschten Herausforderungen ist jedoch die Stromversorgung von Rechenzentren im Weltraum. Obwohl Solarenergie in der Erdumlaufbahn kostenlos und ständig verfügbar ist, wurde sie nie in den Mengen gesammelt, die erforderlich sind, um Dateninfrastrukturen auf dem Niveau zu betreiben, das auf der Erde existiert. Eine Studie von Thales Alenia Space mit dem Titel ASCEND (Advanced Space Cloud for European Net Zero Emissions and Data Sovereignty) sieht Datenplattformen in der Umlaufbahn vor, die doppelt so groß sind wie die Internationale Raumstation.

Server-Racks im Zentrum der ASCEND-Plattform würden von massiven Solararrays mit Megawatt-Leistung betrieben, was dem Stromverbrauch von etwa fünfhundert westlichen Haushalten entspricht, während die Solarpanels auf der ISS nur etwa ein Viertel dieser Menge oder 240 Kilowatt bei voller Beleuchtung erzeugen. Ein weiteres Problem sind die Kosten für den Start und die Umweltauswirkungen von Raketenstarts. Um den Start von Weltraum-Rechenzentren umweltfreundlich zu gestalten, muss der CO2-Fußabdruck von Raketenflügen reduziert werden. Beispielsweise argumentiert Dumestier, dass SpaceX’s Starship, das für den Transport sehr großer Nutzlasten konzipiert ist und für jedes Kilogramm, das gestartet wird, günstiger und effizienter sein könnte, den Weg für die Entwicklung großer orbitaler Rechenzentren bis 2030 ebnen könnte. Allerdings sind nicht alle so optimistisch wie Dumestier.

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Es gibt Skeptiker

Ein Skeptiker in Bezug auf Weltraum-Rechenzentren ist Domenico Vicinanza, Professor für intelligente Systeme und Datenwissenschaft an der Anglia Ruskin University im Vereinigten Königreich, der behauptet, dass die massenhafte Verlagerung von Rechenzentren in den Weltraum möglicherweise erfolglos sein könnte, da die Robotertechnologien, die solche großen Strukturen zusammenbauen und warten könnten, noch nicht existieren und Hardwarefehler in orbitalen Umgebungen die Wartungskosten erhöhen würden.

– Probleme im Orbit zu lösen, ist alles andere als einfach. Selbst mit Robotik und Automatisierung gibt es Einschränkungen, was aus der Ferne repariert werden kann. Während der Weltraum die Vorteile von Solarenergie 24 Stunden am Tag bietet, können Sonnenstürme (große Explosionen in der Atmosphäre der Sonne, Anm. d. Red.) und kosmische Strahlung empfindliche elektronische Geräte und bestehende Elektronik beschädigen, von gewöhnlichen Mikrochips bis hin zu Speicher, der nicht für den Betrieb im Weltraum hergestellt und getestet wurde – sagte Vicinanza.

Er behauptet auch, dass Kollisionen im Weltraum die Erdumlaufbahn weiter mit Weltraummüll überladen könnten, von dem es bereits zu viel gibt.

– Jedes zufällige Schadensereignis an einem Rechenzentrum könnte kaskadierende Trümmer erzeugen und die orbitalen Operationen weiter komplizieren – behauptet Vicinanza. Trotz dessen behauptet der Optimist Eisele, dass die Mondwirtschaft wachsen wird und in den nächsten fünf Jahren auch digitale Infrastruktur auf dem Mond benötigt wird.

– Wir werden Roboter haben, die miteinander kommunizieren müssen. Regierungen werden wissenschaftliche Basen errichten und benötigen digitale Infrastruktur, um nicht nur auf dem Mond, sondern auch für Reisen nach Mars und darüber hinaus zu unterstützen. Dies wird ein großer Teil unserer Zukunft sein – erklärte Eisele.