..wäre grottenschlecht. Der folgende Text ist von ChatGPT, die zugrunde liegende Zahlen sind von mir. Alles ist absolut kostenoptimistisch gerechnet (Z.B. habe ich ein Falcon9 Start mit 15Mio angesetzt, verkauft wird er von SpaceX für ca. 70Mio$):
Für ein hypothetisches KI-Datencenter im Weltall mit etwa 250 MW Rechenleistung wurde eine vereinfachte Abschätzung der benötigten Infrastruktur durchgeführt. Das System soll seine Energie vollständig über Solarpaneele beziehen und die entstehende Abwärme über Radiatoren im Vakuum des Weltraums abführen. Als Zielorbit wird ein niedriger sonnensynchroner Dawn-Dusk-Orbit angenommen, bei dem die Solarpaneele nahezu kontinuierlich Sonnenlicht erhalten.
Die zentrale technische Herausforderung eines solchen Systems ist die Abfuhr der Abwärme. Während Datencenter auf der Erde ihre Wärme über Luft oder Wasser ableiten können, ist im Vakuum des Weltraums praktisch nur thermische Abstrahlung möglich. Deshalb benötigt ein orbitales Datencenter große Radiatorflächen. In einer konservativen Architektur ähnlich der Kühlung der International Space Station würden diese Radiatoren über einen gepumpten Ammoniak-Kühlkreislauf betrieben. Dieses System arbeitet bei relativ niedrigen Temperaturen und benötigt deshalb sehr große Radiatorflächen. Für ein Datencenter dieser Größenordnung würde eine solche ISS-ähnliche Kühlung eine Masse von etwa 28.000 bis 32.000 Tonnen verursachen und damit den größten Teil der Gesamtstruktur darstellen.
In dieser Abschätzung wurde jedoch optimistisch angenommen, dass stattdessen eine moderne Hochtemperatur-Kühlung mit Flüssigmetall beziehungsweise NaK-Heatpipes eingesetzt wird. Solche Systeme können deutlich höhere Radiatortemperaturen erreichen. Da die abgestrahlte Leistung mit der vierten Potenz der Temperatur steigt, reduziert sich die notwendige Radiatorfläche drastisch. Dadurch sinken auch Strukturmasse, Leitungen und Kühlmittelmenge erheblich. Unter dieser optimistischen Annahme ergibt sich für die Kühlung nur noch eine Größenordnung von etwa 200 bis 400 Tonnen. Zum Vergleich würde eine ISS-ähnliche Kühlung bei etwa 28.000 bis 32.000 Tonnen liegen und das Systemgewicht dominieren.
Unter diesen Annahmen ergeben sich folgende grobe Massenabschätzungen für das gesamte System: etwa 200 bis 400 Tonnen für die Kühlung, rund 3.000 bis 3.750 Tonnen für die Solarpaneele sowie etwa 750 Tonnen für die Rechenhardware (GPUs). Daraus ergibt sich eine geschätzte Gesamtmasse des orbitalen Datencenters von ungefähr 3.950 bis 4.900 Tonnen.
Für den Transport dieser Masse wurde eine maximal wiederverwendbare Falcon 9 als Referenz angenommen. Bei etwa 17,5 Tonnen Nutzlast pro Start in einen sonnensynchronen Orbit ergibt sich eine benötigte Anzahl von ungefähr 226 bis 280 Raketenstarts. Unter der angenommenen Startkosten-Annahme von 15 Millionen US-Dollar pro Falcon-9-Start ergeben sich damit reine Startkosten von etwa 3,4 bis 4,2 Milliarden US-Dollar.
Zum Vergleich kann betrachtet werden, wie sich die Startkosten verändern würden, wenn statt der optimistisch angenommenen Hochtemperatur-Kühlung eine ISS-ähnliche Kühlarchitektur verwendet würde. In diesem Fall würde allein die Kühlung etwa 28.000 bis 32.000 Tonnen wiegen. Zusammen mit Solarpaneelen und Rechenhardware ergäbe sich eine Gesamtmasse von ungefähr 32.000 bis 36.500 Tonnen. Bei gleicher Nutzlast pro Start würde dies etwa 1.830 bis 2.090 Falcon-9-Starts erfordern. Bei 15 Millionen US-Dollar pro Start ergäben sich damit reine Startkosten von etwa 27 bis 31 Milliarden US-Dollar. Damit würde eine ISS-artige Kühlung die Startkosten um etwa 24 bis 27 Milliarden US-Dollar erhöhen und den Transport des Systems ungefähr sieben- bis achtmal teurer machen als in der optimistischen Hochtemperatur-Variante.
Zum Vergleich wurde außerdem ein gleich großes Datencenter auf der Erde betrachtet. Ein Rechenzentrum mit 250 MW Dauerleistung verbraucht pro Jahr etwa 2,19 TWh elektrische Energie. Bei Stromkosten von 0,20 US-Dollar pro kWh entstehen jährliche Stromkosten von rund 438 Millionen US-Dollar. Vergleicht man diese Stromkosten mit den geschätzten Raketenstartkosten, würde sich das Weltraum-Datencenter – allein durch eingesparte Stromkosten – nach etwa 8 bis 10 Jahren amortisieren. Würde dagegen eine ISS-ähnliche Kühlung eingesetzt, lägen die Startkosten bei 27 bis 31 Milliarden US-Dollar, wodurch sich das System erst nach etwa 63 bis 72 Jahren gegenüber den Stromkosten eines vergleichbaren Datencenters auf der Erde amortisieren würde.
Diese Rechnung ist bewusst optimistisch und berücksichtigt nur eine begrenzte Zahl von Faktoren. Insbesondere wurden mehrere mögliche Kosten und Risiken nicht einbezogen. Dazu gehören unter anderem die Entwicklung und der Bau der Solarpaneele, die Herstellung der Radiatorstrukturen, die Kosten für GPUs, Serverhardware und Speicher, die Montage und Integration im Orbit, Kommunikationsinfrastruktur wie Laser- oder Satellitenlinks zur Erde, Wartung und Reparaturen, zusätzliche Raketenstarts für Ersatzhardware, Versicherungen und Missionsrisiken, Finanzierungs- und Kapitalkosten sowie mögliche Lebensdauerbegrenzungen der Hardware im Weltraum und zusätzliche Anforderungen an Strahlungsschutz und Redundanzsysteme.
Darüber hinaus müsste für das angenommene Hochtemperatur-Kühlsystem vermutlich eine neuartige Kühltechnologie speziell für sehr große Radiatorleistungen entwickelt und qualifiziert werden. Eine sehr grobe, optimistische Abschätzung für ein solches Entwicklungsprogramm könnte im Bereich von etwa 1 bis 3 Milliarden US-Dollar liegen. Diese möglichen Entwicklungskosten wurden in der obigen Wirtschaftlichkeitsrechnung nicht berücksichtigt und wären zusätzlich zu den genannten Startkosten zu betrachten.
Insgesamt zeigt die Abschätzung, dass ein orbitales Datencenter mit konventioneller ISS-ähnlicher Kühlung aufgrund der enormen Radiatormassen praktisch nicht realistisch wäre. Erst durch eine optimistisch angenommene Hochtemperatur-Kühlung mit Flüssigmetall-Heatpipes sinkt die Kühlmasse drastisch. In diesem Fall werden vor allem die Solarpaneele zum größten Gewichtstreiber des Systems. Selbst unter diesen optimistischen Annahmen bleibt das Konzept technisch anspruchsvoll, zeigt jedoch, dass Fortschritte bei Hochtemperatur-Radiatoren einen entscheidenden Einfluss auf die mögliche Realisierbarkeit orbitaler Rechenzentren haben könnten.
