Cetrum superkomputerowe na Księżycu

Lokalizacja centrum komputerowego musi być dokładnie przemyślana. Wpływa na to wiele czynników, a jednym z istotniejszych jest zapotrzebowanie na energię i odpowiednie warunki dla chłodzenia tysięcy rozgrzanych komputerów. Jedną z najbardziej egzotycznych, aczkolwiek całkiem sensowną, lokalizacją jest Księżyc.

Oczywiście obecnie przetransportowanie na odległy o średnio ponad 380 tysięcy kilometrów glob potrzebnej aparatury i budowa całej infrastruktury nie jest możliwa ze względu na koszty. Wyniesienie na orbitę kilograma materiału kosztuje około 100 tysięcy dolarów. Szacunkowe kosztu budowy bazy obliczeniowej na Księżycu wyniosłyby zatem około 10-20 miliardów dolarów. Jak duża jest to kwota świadczy porównanie z kosztami budowy superkomputera Tianhe-2, które są co najmniej 20 razy niższe. Dobre planowanie ma to do siebie, że trzeba myśleć o inwestycjach na długo, zanim się one rozpoczną.

Pomysł wybudowania centrum danych na Księżycu, które będzie służyło jako archiwum naszej wiedzy na wypadek kataklizmu na Ziemi, zaproponowano już w 2004 roku. Teraz idea komputeryzacji Księżyca, zawładnęła umysłem Oulianga Changa z Uniwersytetu Południowej Kaliforni. Na konferencji w Pasadenie przedstawił on pomysł budowy księżycowego superkomputera, który zajmie się analizą danych napływających z coraz to liczniejszych misji kosmicznych związanych z badaniem Układu Słonecznego i całego Wszechświata.

Ziemska sieć Deep Space Network obsługuje nie tylko misje marsjańskie, ale i dziesiątki innych satelitów w kosmosie. Nic zatem dziwnego, że jest bardzo przeciążona. Anteny umieszczone na Księżycu zapewniłyby znacznie większą wydajność.

Obecnie potrzeba przeniesienia obliczeń na Księżyc wydaje się mało paląca, ale pracownicy NASA szacują, że w ciągu najbliższych trzech dekad liczba danych spływająca na Ziemię wzrośnie co najmniej o jeden rząd wielkości. Zresztą warto pamiętać, że to bardzo ostrożne szacunki. Trzeba także pamiętać o planach budowy obserwatoriów na Księżycu, które same z siebie dostarczą ogromną ilość danych.

Jakie zalety miałaby budowa superkomputera na Księżycu? Przede wszystkim dzięki umieszczeniu go poniżej warstwy regolitu (zwietrzała skała pokrywająca powierzchnię Księżyca). Odizolowanie od światła słonecznego sprawi, że temperatura otoczenia w pomieszczeniach nie przekraczałaby 60 K (ponad -200 stopni C), dzięki czemu chłodzenie elektroniki nie będzie problemem.

Umieszczenie komputerów głęboko pod powierzchnią w sposób naturalny chroniłoby elektronikę przed szkodliwym promieniowaniem. Dodatkowo zakres temperatur faworyzuje rozwiązania podpierające się technologiami superprzewodników. Na Ziemi osiągnięcie takich warunków wymaga ogromnych nakładów energetycznych.

Mimo niskich temperatur nadal przewidywane jest chłodzenie, na przykład za pomocą cieczy. Komunikację zapewniłaby sieć nadmuchiwanych anten, które w razie zagrożenia można szybko złożyć.

W przypadku superkomputera zlokalizowanego na Księżycu istotnym problemem staje się komunikacja. Czy na pewno jet to problemem? Łączność z sondami w różnych zakątkach Układu Słonecznego byłaby z pewnością o wiele łatwiejsza, gdyż umieszczając anteny na ciemnej stronie Księżyca izolowalibyśmy sygnały od wszelkich zakłóceń z Ziemi. Szybka łączność Ziemia - Księżyc w niedługiej przyszłości także nie będzie wielkim problemem. O laserowym łączu 100 Mbps na Marsa już wspominaliśmy, a w przyszłym roku przeprowadzone zostaną testy łącza 622 Mbps na Księżyc.

Odpowiedź na pytanie, czy centrum obliczeniowe na Księżycu powstanie, nie jest jednak prosta. Być może w ciągu najbliższych kilkunastu lat technologie wyewoluują do postaci niewymagającej tak drastycznych inwestycji. Nie wiadomo także, jakim problemom, z których natury nie zdajemy sobie dziś sprawy, trzeba będzie stawić czoła. Kwestią otwartą jest także zasilanie. Obecnie szacuje się, że potrzeba będzie co najmniej 10 MW.

Źródło: HPC, University of Southern California