Rechenzentren im Orbit: Europa treibt Machbarkeitsstudie voran

Das Joint Venture Thales Alenia Space hat einen weiteren vielversprechenden Schritt in der Machbarkeitsstudie für Rechenzentren im Weltraum gemacht. Das Projekt ist Teil der ASCEND-Initiative (Advanced Space Cloud for European Net Zero Emission and Data Sovereignty), die 2023 ins Leben gerufen wurde – finanziert von der Europäischen Kommission. Ziel des Projekts ist, bis 2050 Kohlenstofffreiheit zu erreichen und das digitale Ökosystem sowie den Weltraum in der europäischen Region zu verändern.

Die ASCEND-Studie verfolgt den Zweck, die Umweltauswirkungen von Rechenzentren im Weltraum und auf der Erdoberfläche zu vergleichen. Darüber hinaus soll die Arbeit die technologische Machbarkeit der Entwicklung, des Einsatzes und des Betriebs von Rechenzentren in der Umlaufbahn validieren.

Eine der Studienanalysen beschäftigte sich mit der Verringerung von CO₂-Emissionen, die durch die Verarbeitung und Speicherung digitaler Daten in Rechenzentren entstehen. Die daraus resultierenden Schätzungen ergaben, dass solche Weltrauminfrastrukturen die Entwicklung einer Trägerrakete erfordern würden, die während ihres gesamten Lebenszyklus zehnmal weniger Emissionen verursacht. Außerdem wäre es möglich, auf Flüssigkeitskühlung in Rechenzentren zu verzichten, was in Zeiten zunehmender Wasserknappheit ein entscheidender Vorteil ist.

„Die Ergebnisse der ASCEND-Studie bestätigen, dass die Einrichtung von Rechenzentren im Weltraum die digitale Landschaft Europas verändern könnte: Diese Methode bietet eine umweltfreundlichere und souveränere Lösung für die Datenspeicherung und -verarbeitung. Wir sind stolz darauf, Teil einer Initiative zu sein, die dazu beitragen kann, das Ziel von Netto-Null-Kohlenstoff zu erreichen und die technologische Souveränität Europas zu stärken“, sagt Christophe Valorge, Technischer Leiter bei Thales Alenia Space.

Die Verringerung der Energie- und Umweltauswirkungen von Rechenzentren könnte im Rahmen des Green Deal der Europäischen Union Investitionen in die Entwicklung einer leistungsstarken, umweltfreundlichen und wiederverwendbaren Trägerrakete anregen. ASCEND hat die Realisierbarkeit einer Trägerrakete validiert, die mehrere Starts durchführen kann und damit ihren Kohlenstoff-Fußabdruck verringert.

Es ist möglich, modulare Weltrauminfrastrukturen in der Umlaufbahn zusammenzubauen. Dafür notwendig sind die Robotertechnologien des EROSS IOD (European Robotic Orbital Support Services In Orbit Demonstrator) der Europäischen Kommission. Das Projekt leitet Thales Alenia Space und soll die erste Mission im Jahr 2026 durchführen. Europa hätte dadurch die Möglichkeit, die Führungsrolle in den Bereichen Transport, Weltraumlogistik und Aufbau großer Infrastrukturen im Orbit wiederzuerlangen, so die Einschätzung der Studie.

Digitale Souveränität

Das ASCEND-Projekt kann zur digitalen Souveränität Europas beitragen, indem es seinen elektronischen Fußabdruck verringert und die Datensicherheit für Bürger sowie Unternehmen gewährleistet. Darüber hinaus soll Nutzenden bis 2050 eine Kapazität von 1 Gigawatt garantiert werden – der Markt für Rechenzentren wird auf 23 Gigawatt geschätzt.

Die Ergebnisse der Studie bestätigen auch die wirtschaftliche Tragfähigkeit des Projekts: Bis 2050 ist mit einer Investitionsrendite von mehreren Milliarden Euro zu rechnen.

Thales Alenia Space und seine Partner beabsichtigen nun, die Machbarkeitsstudie fortzusetzen, um die Ergebnisse zu konsolidieren und zu optimieren. Gleichzeitig ist ein Paradigmenwechsel im Raumfahrtsektor erforderlich, um die Ziele des Projekts zu erreichen und dabei Technologien zu nutzen, die in Europa verfügbar sind.

Thales Alenia Space koordiniert ein europäisches Konsortium von Partnern mit komplementären Kompetenzen in den Bereichen Umwelt (Carbone 4, VITO), Cloud Computing (Orange Business, CloudFerro, Hewlett Packard Enterprise), Raumfahrtunternehmen (ArianeGroup) und Orbitalsysteme (Deutsche Raumfahrt-Agentur DLR, Airbus Defence & Space und Thales Alenia Space).

Japanische und lunare Initiativen

Im Mai 2021 kündigten die japanische NTT Corporation und SKY Perfect JSAT eine Zusammenarbeit zur Gründung eines neuen Raumfahrtunternehmens an: Space Compass. Ziel der Kooperation ist, eine neue IT- und Telekommunikationsinfrastruktur im Weltraum aufzubauen.

Die Weltrauminfrastruktur umfasst mehrere hoch gelegene Umlaufbahnen, erdnahe Umlaufbahnen sowie geostationäre Umlaufbahnen. Sie ist über optische, drahtlose Kommunikationsnetze mit dem Boden verbunden und bildet eine Konstellation mit verteilten Rechenzentren, die eine hohe Leistung gewährleisten.

Manche gehen noch weiter: Lonestar Data Holdings kündigte im April seinen zweiten Flug zum Mond mit dem Namen Freedom Payload an, der für Ende dieses Jahres geplant ist. Die Mission soll auf die erfolgreiche Testmission Independence von Lonestar folgen, die am 15. Februar letzten Jahres stattfand. Mittelpunkt des Projekts: das Konzept von Datenzentren auf dem Mond zu validieren, die im Katastrophenfall zum Einsatz kommen und sowohl im zislunaren Raum als auch auf der Mondoberfläche perfekt funktionieren.

Die künftige Freedom-Nutzlastmission wird globale Sicherungs-, Aktualisierungs- und Wiederherstellungsdienste bereitstellen und das erste physische Rechenzentrum auf dem Mond einrichten. Die Hardware verwendet den RISC-V-Prozessor von Microchip und eine spezielle Version des Linux-Systems.