Os data centers no espaço são o futuro do armazenamento em nuvem?

Aqui está uma ideia de outro mundo: se os data centers aqui na Terra são tão famintos por energia e sobrecarregam o meio ambiente, por que não resolver o problema lançando-os para fora do planeta?

Essa é a apresentação concisa da Lumen Orbit, que no início de 2025 passou a se chamar Starcloud, uma startup apoiada pela Y Combinator, que recentemente arrecadou mais de USD 10 milhões para construir a próxima fronteira em infraestrutura de dados: data centers baseados no espaço. O plano ambicioso da empresa sediada em Redmond, Washington, aproveita a energia solar de alta intensidade disponível em órbita para reduzir drasticamente os custos de energia para o treinamento de modelos de IA, podendo reduzir as despesas de energia em até 95%.

Também existem benefícios ambientais. “Vemos que os data centers no espaço produzem emissões de carbono pelo menos 10 vezes menores, mesmo incluindo o lançamento”, diz o Cofundador e CEO Philip Johnston. “A longo prazo, o metano para o lançamento pode ser produzido de maneiras verdes.”

O primeiro passo da Starcloud é uma demonstração de satélite, prevista para 2025 como parte do programa da incubadora de startups NVIDIA Inception. De acordo com o white paper da empresa, sua abordagem depende da criação de matrizes solares, que são enormes painéis solares, no espaço. As matrizes solares alimentariam com energia os módulos de computação de alta densidade, contando com sistemas de resfriamento avançados (provavelmente envolvendo resfriamento líquido ou imersão em duas fases) para lidar com o calor gerado por cargas de trabalho de IA avançadas.

“Ninguém está pensando na escala que estamos”, diz Johnston.

Mas as pessoas já pensam em data centers no espaço há algum tempo.

Não é uma grande surpresa que uma startup que pretende estabelecer data centers orbitais esteja atraindo tanta atenção. Com a crescente demanda por poder de processamento de IA, grandes corporações como Microsoft, Google e Amazon estão recorrendo a usinas de energia nuclear para ajudar a atender às suas necessidades de energia. O Electric Power Research Institute projeta que os data centers representarão 9% do consumo total de energia nos Estados Unidos até 2030. E o espaço não é o único local pronto para usar que as empresas estão considerando para data centers: a Microsoft desenvolveu, e eventualmente fechou, um data center experimental no fundo do oceano. 

Além de benefícios como custos mais baixos e impacto ambiental reduzido, as estações de dados baseadas no espaço poderiam oferecer disponibilidade de dados para locais remotos na Terra, conectividade durante desastres naturais e, teoricamente, espaço físico ilimitado para expansão. Mas também há obstáculos. Por um lado, ainda é muito caro lançar um satélite em órbita. (As estimativas da Lumen oscilam em USD 8,2 milhões.) Problemas de latência devido à distância podem excluir determinadas aplicações, como transações financeiras. O ambiente severo do espaço, incluindo a presença de radiação cósmica ou detritos espaciais, pode resultar em falhas de hardware ou corrupção de dados que são difíceis de reparar.

Esses desafios significaram que, apesar do interesse global tanto dos governos quanto do setor privado, nem todos estão prontos para decolar. As leis e regulamentações internacionais que governam a tecnologia no espaço ainda estão evoluindo. E muitos governos e agências nacionais estão adotando uma abordagem mais cautelosa e exploratória, encomendando projetos de pesquisa que traçam o caminho para data centers em órbita baixa da Terra (LEO) em longo prazo.

A UE encomendou um desses estudos à Thales Alenia Space, um fabricante espacial global com sede na França de sistemas baseados em satélite. Os resultados do estudo de viabilidade ASCEND (Advanced Space Cloud for European Net zero Emission and Data sovereignty) publicados em junho, encontraram que implementar data centers em órbita poderia reduzir significativamente o consumo de energia e as emissões de carbono em comparação com a infraestrutura tradicional baseada na Terra. Com energia solar como fonte de energia, esses data centers também eliminariam a necessidade de resfriamento a água, alinhando-se com as metas de neutralidade de carbono da Europa para 2050.

O estudo estabeleceu um roteiro para uma prova de conceito de 50 quilowatts que a Thales Alenia espera implementar até 2031, eventualmente aumentando para uma implementação de 1 gigawatt até 2050. Também projeta retornos potenciais de vários bilhões de euros até 2050.

“A necessidade de data centers para europeus está crescendo e deve Continuar na mesma direção nos próximos anos,” diz Damien Dumestier, gerente de projeto ASCEND na Thales Alenia Space. “Os data centers espaciais podem oferecer uma oportunidade para fornecer à Europa uma pegada de carbono menor e também podem ser um carro emblemático para o futuro dos setores espaciais europeus.”

Em outros lugares da Europa, uma equipe de pesquisadores da IBM em Zurique, Suíça, fez uma parceria com a KP Labs da Polônia, uma empresa focada na construção de software e hardware impulsionados por IA para aplicações espaciais, para estudar data centers orbitais para a Agência Espacial Europeia (ESA).

Em sua pesquisa, que será publicada em um futuro artigo científico, a equipe descreve três cenários possíveis para os data centers. Os dois primeiros cenários envolvem dois satélites na mesma órbita: um reúne dados, enquanto o outro os processa. No primeiro, um satélite pequeno detecta incêndios florestais e envia dados brutos para um satélite maior, que analisa os dados e transmite as principais descobertas para a Terra. No segundo, um satélite no LEO transfere dados não especificados para um data center do espaço (que gira ao longo da orbita da Terra) que tem a vantagem da conectividade contínua da estação terrestre. O terceiro cenário imagina um módulo de módulo espacial atuando como um data center, processando informações de veículos de exploração e enviando descobertas relevantes para a Terra por meio de um satellite.

“Alcançamos o que buscávamos”, diz Jonas Weiss, Cientista de Pesquisa Sênior da IBM Research Europe. “Poderíamos mostrar que provavelmente há um ponto de inflexão se aproximando, onde a edge computing de dados maciços no espaço será economicamente mais viável do que enviá-los para a Terra.”

Os data centers não são apenas fundamentais para aumentar o poder de processamento na Terra, eles também serão importantes para o crescente número de astronautas e pesquisadores que trabalham no espaço.

A Axiom Space, que oferece serviços e infraestrutura de voo espacial humano, está atualmente desenvolvendo uma estação espacial comercial. Com o apoio do Programa de Desenvolvimento Comercial LEO da NASA, a empresa com sede em Houston, Texas, planeja atracar o primeiro módulo da Estação Axiom na Estação Espacial Internacional já em 2026. Com o tempo, a instalação ganhará funcionalidade suficiente para se destacar e operar sozinha.

A Axiom Space prevê que sua estação espacial hospedará um número crescente de membros da tripulação que precisarão de serviços de nuvem confiáveis. Para atender à demanda, a empresa está desenvolvendo um recurso de data center orbital (ODC T1) projetado para diminuir a dependência da infraestrutura baseada na Terra. Esses data centers orbitais usam sistemas de comunicação baseados em laser chamados links ópticos intersatélites (OISLs) para transmitir dados com segurança para outros satélites. Devido ao seu projeto modular, diz a empresa, o sistema pode crescer com a demanda, e também oferece um ambiente pressurizado onde o hardware de nível terrestre pode operar sem ser exposto aos elementos hostis do espaço.

Embora a Axiom esteja atualmente focada em trabalhar em LEO, ela não está descartando explorar mais o sistema solar.

"A Humanidade aspira a exploração e o desenvolvimento econômico na Lua, em Marte e além", comenta um representante da Axiom, acrescentando que os data centers para quaisquer missões humanas ou robóticas em grande escala precisarão ser compatíveis com o processamento de dados em tempo real, armazenamento de dados e recursos de IA. "Avançar e implementar ODCs na órbita da Terra estabelece as bases tecnológicas e econômicas para a humanidade continuar a explorar e avançar ainda mais no sistema solar."