Project Suncatcher: Google schickt seine ersten TPUs ins All
Bevor man von Rechenzentren im Weltraum träumt, will Google eine einfache Sache wissen: Überleben seine KI-Chips einen Start, Strahlung und das Vakuum?
Kurz gesagt
Google startet den ersten Orbitaltest von Project Suncatcher, einem mit Planet entwickelten Prototyp-Satelliten, der mit der SpaceX-Mission Transporter-18 ins All gebracht wurde, um seine TPUs im Weltraum zu testen. Der Beitrag beschreibt die drei technischen Baustellen des Projekts: das Überleben der Hardware, die Kühlung im Vakuum und Laserverbindungen zwischen Satelliten. Ein bescheidener, aber konkreter Schritt hin zur Idee einer sonnengespeisten KI-Berechnung in der niedrigen Erdumlaufbahn.
🍺 Tresen-Version
Google hat beschlossen: Wenn den Rechenzentren auf der Erde der Strom ausgeht, holt man ihn sich eben dort, wo die Sonne fast nie untergeht – im Orbit. Erster Test: ein paar Chips nach oben schicken und prüfen, ob sie nicht schmelzen, nicht von kosmischer Strahlung gegrillt werden und beim Start nicht auseinanderfallen – im Grunde das Pflichtenheft für ein Smartphone in den Händen eines Vierjährigen. Das Lustigste daran: Im All ist es eiskalt, aber man kriegt trotzdem nichts gekühlt, weil einfach keine Luft da ist. Wenn das klappt, spielt sich das Rennen um KI-Energie nicht mehr nur um Kraftwerke ab, sondern auch über unseren Köpfen.
Das Wichtigste
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Ein Prototyp-Satellit mit Google-TPUs startet auf der Rideshare-Mission Transporter-18 von SpaceX, entwickelt in Partnerschaft mit Planet.
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In der niedrigen Erdumlaufbahn kann ein Satellit dank nahezu konstanter Sonneneinstrahlung bis zu achtmal mehr Solarenergie produzieren als auf der Erde.
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Beim Start erreicht die Belastung bis zu 10 g für das Fahrzeug und 50 bis 100 g für bestimmte Komponenten wie die TPU-Chips; die Hardware hat die Vibrationstests auf drei Achsen bestanden.
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Unter Protonenbeschuss am Crocker Nuclear Laboratory der UC Davis getestet, halten die Trillium-TPUs eine ionisierende Gesamtdosis aus, die höher ist als bei einer fünfjährigen Mission.
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Ohne Luft läuft die Kühlung über Wärmerohre (Heatpipes) und Radiatoren, bereits in einer Thermovakuumkammer validiert.
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Künftige Satelliten sollen jeweils Dutzende TPUs mitführen, verbunden zu Clustern über hochdatenratige Laser auf sehr kurze Distanzen.
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Nächster Schritt 2027: zwei Satelliten im Orbit, um die Laserverbindung zwischen Satelliten zu testen.
Ein Moonshot auf dem Prüfstand der Realität
Im Vorjahr angekündigt, erkundet Project Suncatcher eine Idee, die leicht zu formulieren, aber schwer umzusetzen ist: eine großangelegte Machine-Learning-Infrastruktur im Weltraum zu betreiben. Das Hauptargument ist energetisch, denn in der niedrigen Erdumlaufbahn fängt ein Satellit nahezu permanent Sonnenlicht ein und kann bis zu achtmal mehr Strom erzeugen als am Boden.
Nach Jahren der Forschung erreicht das Projekt einen Meilenstein mit einem ersten Prototyp-Satelliten, entwickelt mit Planet und an Bord der Rideshare-Mission Transporter-18 von SpaceX gebracht. Ziel: reale Daten darüber zu sammeln, wie sich TPUs unter mechanischer Belastung, Strahlung und Temperaturschwankungen verhalten.
Travis Beals vergleicht das Vorgehen mit den Anfängen des autonomen Fahrens und des Quantencomputings bei Google: jahrelange Experimente, bevor ein praktisches System entsteht. Das langfristige Ziel ist es, mehrere Konstellationen zu verbinden, um immer schwerere KI-Workloads im Orbit zu verarbeiten.
Den Start und die Strahlung überleben
Der Weg in die niedrige Erdumlaufbahn dauert rund zehn Minuten, mit intensiven Vibrationen und Beschleunigungen von bis zu 10 g. Einzelne Komponenten, darunter die TPU-Chips, können 50 bis 100 g erleiden. Das Team hat den Satelliten auf allen drei Achsen geschüttelt, um die Frequenzen eines Starts nachzubilden, und gibt zu, angenehm überrascht gewesen zu sein, dass alles standgehalten hat.
Bei der Strahlung wurden die TPUs am Crocker Nuclear Laboratory der UC Davis einem Protonenstrahl ausgesetzt, während sie KI-Workloads ausführten. Das Team beobachtete dabei die Auswirkungen von Fehlern wie Bitflips auf die Berechnungen.
Erstes Ergebnis: Die Trillium-TPUs verkraften eine ionisierende Gesamtdosis, die höher ist als das, was sie während einer fünfjährigen Mission erhalten würden. Google bleibt vorsichtig: Manche Dinge lassen sich nur im Orbit wirklich testen.
Kühlen ohne Luft
Eine TPU erzeugt viel Wärme auf kleiner Fläche. Auf der Erde vertreibt man sie mit Luft oder Flüssigkeit; im Vakuum funktioniert nur die Wärmestrahlung, was einen radikal anderen Ansatz erfordert.
Google arbeitet an mehreren Lösungsansätzen, insbesondere einer Kombination aus Heatpipes und Radiatoren. Das System wurde in einer Thermovakuumkammer validiert, die die Weltraumbedingungen simuliert, und der Flug wird diese Designs mit der Realität konfrontieren.
Laser für einen Cluster im Orbit
Langfristig soll jeder Satellit Dutzende TPUs mitführen und in enger Formation mit anderen fliegen. Um die für KI nötige Bandbreite zu erreichen, muss jedes Gerät seine eigene Position und die seiner Nachbarn kennen und per Laser kommunizieren.
Weltraum-Laserverbindungen existieren bereits, sind aber für niedrige Datenraten über große Distanzen optimiert. Suncatcher braucht das Gegenteil: sehr hohe Datenraten über sehr kurze Distanzen, mit einer Präzision, die dem Zielen auf eine münzgroße Zielscheibe über mehrere Kilometer entspricht, wobei sich beide Punkte bewegen.
Dieser Teil wird 2027 mit zwei Satelliten im Orbit getestet, dem nächsten angekündigten Meilenstein des Programms.
“Big breakthroughs happen when you work backwards from an end goal.”
“Initial results have shown that our Trillium TPUs hold up remarkably well.”
“Similar to hitting a coin-size target from miles away while both points are in motion.”
Warum es zählt
Der größte Engpass der KI ist längst nicht mehr nur Silizium, sondern Energie und Kühlung, und Suncatcher ist die radikalste Antwort, die ein Hyperscaler bisher auf den Tisch gelegt hat. Der Beitrag hat den Vorzug, ehrlich über den Maßstab zu sein: Es handelt sich um einen Prototyp, eine Handvoll Chips und grundlegende Fragen (den Start überstehen, Strahlung aushalten, Wärme abführen). Die Daten zu den Trillium-TPUs sind ermutigend, aber die wirklichen Hürden liegen noch vor uns: Die Wirtschaftlichkeit der Starts, die im Orbit unmögliche Wartung, das Wärmemanagement im Maßstab von Dutzenden Chips pro Satellit und die Latenz zum Boden werden nicht behandelt. Es ist auch ein Kommunikationstext, veröffentlicht zusammen mit einer Videoserie, der Google gegenüber anderen Akteuren positioniert, die ebenfalls mit Weltraum-Computing liebäugeln. 2027 genau im Blick behalten: Der Test der Laserverbindungen zwischen zwei Satelliten wird zeigen, ob die Idee eines orbitalen Clusters trägt oder eine schöne Folie bleibt.
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