يقترب خلال 5 سنوات، ويتجاوز مراكز البيانات الأرضية في غضون 10 سنوات! بنك الاستثمار هذا أنشأ نموذج تكلفة لمركز بيانات فضائي

ما هو حجم الإنفاق المطلوب لمراكز البيانات الفضائية حتى تتعادل مع تلك الأرضية؟ بنك Deutsche Bank أجرى حسابات دقيقة.

وفقاً لمكتب تداول الرياح السريعة، في 14 يوليو، نشر المحللون في Deutsche Bank بقيادة Edison Yu التقرير الرابع من سلسلة "مراكز البيانات الفضائية"، حيث قاموا بتحليل الجدوى الاقتصادية لمركز بيانات SpaceX المداري (Orbital Data Center، ODC) من خلال نموذج اقتصادي.

حسب تقديرات Edison، تبلغ تكلفة مراكز البيانات الفضائية حالياً ستة أضعاف نظيراتها الأرضية، ولكن بعد نشر قمر AI1 الصناعي في 2029، ستنخفض هذه النسبة إلى 1.2 مرة فقط، وفي 2032 من المتوقع أن تصبح أقل من الأرضية.

كم تكلفة الأمر حالياً؟ فرق بستة أضعاف

استناداً إلى تحليل Epoch AI الذي أوردته Deutsche Bank، إذا افترضنا نشر قدرة حوسبة ذكاء اصطناعي بقوة 1 جيجاوات على الأرض فستكون التكلفة الرأسمالية الأولية 38 مليار دولار، مع تكاليف تشغيل سنوية (كهرباء، صيانة، عمالة، إلخ) تبلغ حوالي 900 مليون دولار، لتصل الكلفة الإجمالية على مدى 5 سنوات إلى حوالي 42.5 مليار دولار. حصة معدات الحوسبة (GPU وغير ذلك) تمثل 21 مليار دولار، بينما البنية التحتية والتبريد والطاقة تمثل 21.5 مليار دولار.

وقد أشار CEO لشركة Nvidia، Jensen Huang، مؤخراً في GTC Taipei 2026 أن تكلفة بناء "مصنع ذكاء اصطناعي" جديد قوته 1 جيجاوات قد تقترب من 100 مليار دولار، نصفها تقريباً يخص معدات الحوسبة.

ووفق حسابات البنك، فإن تكلفة الجزء غير متعلق بالحوسبة في مركز بيانات فضائي بنفس الحجم وباستخدام التصاميم الحالية للصواريخ والأقمار الصناعية تبلغ حوالي 6 أضعاف تكلفة التصميم الأرضي.

أين يكمن الفرق؟ في نقطتين: تكاليف الإطلاق والأقمار الصناعية نفسها.

في عام 2027، باستخدام قمر صناعي عام، تبلغ تكلفة الإطلاق لكل كيلوغرام حوالي 1429 دولار، وتكلفة المعدات غير الحاسوبية للقمر الصناعي حوالي 50,000 دولار لكل كيلوواط. إطلاق 100 قمر إلى المدار، هاتان النقطتان وحدهما ترفع الفاتورة إلى 115 مليار دولار، بينما يحتاج المشروع الأرضي لنفس القوة فقط حوالي 20 مليار دولار.

لماذا يمكن تقليص الفجوة إلى 1.2 مرة خلال خمس سنوات؟

المتغير الرئيسي هنا هو صاروخ Starship.

توقعات Edison Yu لمسار تكلفة إطلاق Starship: في البدايات دون إعادة استخدام يبلغ 4933 دولاراً لكل كيلوغرام؛ مع إعادة استخدام جزئية تنخفض إلى 398 دولاراً؛ مع إعادة استخدام كاملة تصل إلى 170 دولاراً؛ وفي النهاية، بعد تحقيق إعادة الاستخدام الكامل والتدوير السريع، يكون الهدف 32 دولاراً لكل كيلوغرام.

حين يبدأ نشر قمر AI1 في 2029، من المتوقع أن تنخفض تكلفة الإطلاق إلى 398 دولاراً للكيلوغرام، وكلفة المعدات غير الحاسوبية للقمر الصناعي إلى حوالي 13,000 دولار لكل كيلوواط. إجمالاً، ستبلغ تكلفة البنية غير الحاسوبية حوالي 27 مليار دولار، فيما تبلغ تكلفة الأرضية 23 مليار دولار تقريباً– الفجوة تُختصر من 6 أضعاف إلى 1.2 مرة.

بحلول مرحلة AI2 في 2032، تنخفض تكلفة الإطلاق أكثر إلى 170 دولاراً للكيلوغرام، وتبلغ الكلفة الإجمالية للجزء غير الحاسوبي حوالي 15 مليار دولار، أي أقل من 25 مليار دولار اللازمة للأرضية، ويصير معامل الكلفة 0.6 فقط. وفي مرحلة AI3، الهدف هو 43 دولاراً/كيلوغرام، والكلفة الإجمالية حوالي 9 مليار دولار، أي أقل من ثلث الكلفة الأرضية.

هذه المنحنى يفترض أن وتيرة إطلاق Starship وقابليته لإعادة الاستخدام ستسير كما هو مخطط. ولهذا اعتبر التقرير أن "التكامل العمودي الفائق" لـSpaceX هو العنصر التنفيذي الأهم.

الحالة الراهنة لقدرات AI1: ما تزال أدنى من المأمول

تعتزم SpaceX البدء بالتجارب الأولية نهاية العام المقبل، وتشير سجلات لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية FCC إلى أن حجم كوكبة أقمار Starmind قد يصل إلى مليون قمر صناعي منخفض المدار. تعد Starmind كوكبة ذكاء اصطناعي ضخمة تطورها SpaceX حالياً.

كل قمر صناعي من AI1 مصمم ليعطي قدرة تتراوح بين 120-150 كيلوواط، ويبلغ استهلاك الطاقة المستقر حوالي 120 كيلوواط– تقريباً نفس استهلاك رف Nvidia GB300 NVL72.

كثافة الحوسبة المستهدفة لـSpaceX هي 100 كيلوواط/طن، لكن النسخة الأولى من AI1 تبلغ حوالي 70 كيلوواط فقط، أي أن كل إطلاق لـStarship (سعة حمولة 85 طن) يمكنه نقل حوالي 6 ميجاواط من قدرة الحوسبة.

حسب الافتراضات، في مرحلة AI2 سنة 2032 سترتفع الكثافة إلى 85-90 كيلوواط/طن، ولن تصل إلى هدف 100 كيلوواط/طن إلا بعد AI3.

يمكن للأقمار الصناعية استخدام شرائح متنوعة—Nvidia GPU، Google TPU، Amazon Trainium، بالإضافة إلى شريحة Tesla للذكاء الاصطناعي (تركز على كفاءة الطاقة).

التبريد: لا هواء في الفضاء، معادلة هندسية مصيرية

تبريد مراكز البيانات الأرضية أمر بسيط—مراوح، مكيفات، تبريد سائل، والوسيط هو الهواء أو الماء.

أما في الفضاء فلا يمكن ذلك. في بيئة الفراغ، الطاقة الحرارية لا تخرج إلا بالإشعاع، وتخضع لقانون ستيفان-بولتزمان، وتعتمد الكفاءة على درجة الحرارة والمساحة المخصصة للتبريد.

تقريباً جميع الأقمار الحالية تستخدم مبردات سلبية فقط، تشتت الحرارة من خلال خواص المواد والهندسة، ولا تستهلك كهرباء، لكن الكفاءة محدودة بحجم القمر الصناعي. أما المبردات النشطة فتستخدم مضخات لدفع سوائل التبريد، وتستهلك الطاقة وتنطوي على مخاطر تعطل، لكنها تتحمل أحمال حرارية أعلى– حالياً، ISS ومحطة Tiangong ومركبة Dragon فقط تستخدمها.

يعتمد قمر AI1 على مبرد مزدوج الوجه نشط وقابل للتمدد للتبريد بسائل، قدرة التبريد لكل وجه 700 واط/م²، والإجمالي 1400 واط/م²، والمساحة الكلية المغطاة 110 م². كل ذلك لمواجهة أحمال تصل إلى 120-150 كيلوواط، فالحلول السلبية الصرفة ليست كافية أبداً.

ستكون SpaceX أول شركة عالمياً تنتج هذا النوع من المبردات النشطة على نطاق واسع. وتظهر التقديرات أن التكلفة ستنخفض من 8000 دولار/م² في 2027 إلى 1000 دولار/م² في مرحلة AI3 مع توسع الإنتاج.

الخلايا الشمسية: مصنع ذاتي، هدف 100 جيجاواط

من أين يأتي القمر الصناعي بالكهرباء؟ من الطاقة الشمسية.

قمر AI1 يحتاج حوالي 600 متر مربع من الألواح الشمسية، وستكون البداية بخلايا سيليكونية بكفاءة 19%. أما في المدى البعيد، فخلايا HJT يمكن أن تصل إلى كفاءة 27%، وهي ثنائية الوجه ومقاومتها للإشعاع عالية؛ أما خلايا البيروفسكايت الرقيقة فقد تحقق كفاءة تقارب الخلايا متعددة الوصلات، ويمكن طبعها وتكون خفيفة جداً.

بدأت SpaceX ببناء مصنع خلايا شمسية في باستروب، تكساس، بطاقة مخططة 10 جيجاواط (5 جيجاواط في كل طابق)، ومساحة المصنع حوالي 1.1 مليون قدم مربع، وهو بجوار منشأة إنتاج Starlink. بداية الإنشاء في نهاية مارس 2026، والتجهيزات ركبت بالفعل، والهدف إنتاج الكميات الكبيرة بنهاية 2027.

هدف Elon Musk الأكبر: بناء قدرة إنتاج وطنية أمريكية بحجم 100 جيجاواط خلال ثلاث سنوات.

بنية الاتصالات: ليزر بصري، دون استهلاك طيف الراديو :

قمر AI1 لا يحتوي على هوائيات صفيفية معقدة، حيث يتم التواصل بين الأقمار بواسطة روابط بصرية بين الأقمار (OISL)، وتُوجَه البيانات داخل كوكبة Starmind، ثم تنتقل إلى شبكة Starlink الليزرية وأخيراً تعود إلى المحطات الأرضية.

الميزة هي: أن كوكبة Starmind لا تستهلك فعلياً طيف الترددات الراديوية.

لكن الثمن أن جميع البيانات ينبغي أن تمر أخيراً بمحطة Starlink الأرضية، بينما ستغير مراكز البيانات المدارية بشكل كبير اتجاه حركة البيانات—ترخيص بوابات Starlink الحالية صمم أساساً لخدمات النطاق العريض الاستهلاكي ذات اتجاه "نزولي" وليس لحالات الذكاء الاصطناعي التي تتطلب "رفعاً ضخماً" للبيانات.

ولهذا، تعمل SpaceX على توسيع إمكانيات بواباتها المتقدمة لإعادة إرسال البيانات عبر ترددات أعلى، بما في ذلك الحزمة E (تستخدم بالفعل)، وحزمة V، وحزمة W، والحزمة D التي تركز على تطبيقات الذكاء الاصطناعي (ما زالت مقترحة). هذه الحزم مرتفعة التردد تاريخياً لا تناسب المستخدمين العاديين بسبب التوهين المطري وامتصاص الأكسجين، لكن إذا استُخدمت في محطات كبيرة مع مصفوفة هوائيات عالية السعة، فالمشاكل يمكن معالجتها من خلال توزيع المواقع والتوجيه البصري.

لقد قامت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية FCC هذا العام أيضاً بتحديث معايير حماية التداخل للأقمار الاصطناعية، حيث استبدلت معيار كثافة تدفق الطاقة المكافئ (EPFD) من التسعينيات بمعايير أداء فعلية، ما يسمح للمشغلين بنشر أقمار صناعية أكثر قوة وتكراراً على ترددات Ku/Ka، وهذا من الناحية النظرية يمكن أن يزيد السعة لنفس العدد من الأقمار حوالي 7 أضعاف.