Google si prepara a portare per la prima volta le proprie Tensor Processing Unit nello spazio. Project Suncatcher, il programma di ricerca con cui l’azienda vuole capire se in futuro sarà possibile realizzare infrastrutture di calcolo per l’intelligenza artificiale direttamente in orbita, sta entrando nella fase dei test reali con il lancio di un satellite prototipo.
L’obiettivo immediato non è costruire un data center spaziale, ma verificare un requisito molto più basilare: capire se l’hardware progettato per accelerare i workload AI riesca a sopravvivere al lancio, alle radiazioni, agli sbalzi termici e alle condizioni operative della bassa orbita terrestre.
Project Suncatcher punta a portare il calcolo AI in orbita
Annunciato da Google nel 2025, Project Suncatcher nasce dall’ipotesi che lo spazio possa diventare, nel lungo periodo, una nuova sede per infrastrutture di machine learning su larga scala.
Uno dei principali vantaggi teorici riguarda l’energia. In orbita terrestre bassa i satelliti possono accedere alla luce solare quasi continuamente e, secondo Google, arrivare a generare fino a otto volte più energia solare rispetto a sistemi equivalenti installati sulla Terra.
In prospettiva, l’azienda immagina costellazioni composte da numerosi satelliti collegati tra loro, ciascuno equipaggiato con acceleratori AI. L’aggregazione delle risorse di calcolo permetterebbe teoricamente di gestire workload sempre più complessi direttamente nello spazio.
Si tratta però di un progetto ancora in una fase fortemente sperimentale. Google stessa descrive Suncatcher come un moonshot di lungo periodo, paragonando l’attuale fase di ricerca ai primi anni dello sviluppo della guida autonoma e del quantum computing.
Le TPU Trillium affrontano il primo test nello spazio
La prima missione verrà effettuata nell’ambito della missione rideshare Transporter-18 di SpaceX, attraverso un satellite sviluppato in collaborazione con Planet.
A bordo saranno installate TPU Google con lo scopo di raccogliere dati sulle condizioni reali di funzionamento dell’hardware durante e dopo il lancio.
Uno dei problemi più immediati riguarda le sollecitazioni meccaniche. Durante i circa dieci minuti necessari per raggiungere la bassa orbita terrestre, il veicolo può essere sottoposto ad accelerazioni sostenute fino a circa 10 g, mentre singoli componenti elettronici possono subire picchi compresi tra 50 e 100 g.
Per simulare queste condizioni, il team di Project Suncatcher ha sottoposto il satellite a test di vibrazione sui tre assi, replicando le frequenze caratteristiche di un lancio spaziale. Secondo Google, l’hardware ha superato queste prove senza riportare problemi rilevanti.
Le radiazioni sono uno dei principali ostacoli
Una volta raggiunta l’orbita emerge un problema ancora più complesso: le radiazioni.
Fuori dalla protezione dell’atmosfera terrestre, particelle provenienti dall’attività solare e raggi cosmici possono alterare lo stato dei transistor e provocare errori nei sistemi elettronici. Tra gli effetti possibili ci sono i cosiddetti bit flip, nei quali un valore digitale passa involontariamente da zero a uno o viceversa.
Google ha quindi sottoposto le proprie TPU Trillium a un fascio di protoni presso il Crocker Nuclear Laboratory dell’Università della California, Davis, mantenendo contemporaneamente attivi workload di intelligenza artificiale.
I risultati preliminari indicano che le TPU sono state in grado di tollerare una dose ionizzante totale superiore a quella prevista durante una missione spaziale di cinque anni.
I test di laboratorio non possono però riprodurre completamente le condizioni dello spazio. Il primo esperimento orbitale servirà quindi a verificare se il comportamento osservato sulla Terra verrà confermato nell’ambiente reale.
Raffreddare un acceleratore AI nel vuoto
Il raffreddamento rappresenta un altro ostacolo significativo per eventuali data center AI orbitali.
Le TPU concentrano grandi quantità di potenza e calore in superfici relativamente ridotte. Nei data center terrestri il problema viene gestito attraverso flussi d’aria, sistemi a liquido e infrastrutture di climatizzazione, ma nel vuoto dello spazio non esiste aria attraverso cui disperdere il calore.
L’energia termica deve quindi essere trasferita verso radiatori capaci di dissiparla mediante irraggiamento.
Google sta sperimentando diverse configurazioni basate sulla combinazione di heat pipe e radiatori, sviluppando un sistema di raffreddamento specificamente pensato per gli acceleratori AI destinati all’orbita.
Il prototipo è già stato sottoposto a prove all’interno di una camera termovuoto, capace di riprodurre contemporaneamente pressione estremamente bassa e forti variazioni di temperatura.
Il test orbitale consentirà ora di verificare quanto i modelli utilizzati sulla Terra corrispondano al comportamento reale del sistema.
Satelliti collegati con laser ad altissima velocità
La visione di Project Suncatcher non prevede satelliti isolati. Le future piattaforme dovrebbero essere organizzate in cluster composti da più satelliti, ognuno equipaggiato con decine di TPU.
Per trasformare una costellazione di questo tipo in una vera infrastruttura di calcolo distribuito servirà però una rete capace di trasferire enormi quantità di dati tra i diversi nodi.
Google punta a utilizzare collegamenti laser inter-satellite.
La comunicazione laser nello spazio è già una tecnologia operativa, ma Project Suncatcher presenta requisiti diversi rispetto a molte implementazioni attuali. Il problema non è soltanto coprire grandi distanze, quanto ottenere larghezze di banda estremamente elevate su distanze relativamente ridotte tra satelliti che si muovono continuamente l’uno rispetto all’altro.
La precisione richiesta è notevole: Google paragona il problema al tentativo di colpire un bersaglio delle dimensioni di una moneta da diversi chilometri di distanza mentre entrambi i punti sono in movimento.
Ogni satellite dovrà quindi conoscere in tempo reale sia la propria posizione sia quella relativa degli altri elementi del cluster.
Nel 2027 arriverà il test con due satelliti
Il prossimo passaggio significativo è già previsto per il 2027, quando Google intende portare in orbita due satelliti per sperimentare direttamente i collegamenti ottici necessari alla futura infrastruttura distribuita.
La progressione del progetto mostra quanto sia ancora distante la realizzazione di un vero data center AI spaziale. Prima di affrontare temi come capacità computazionale, scalabilità e gestione dei workload, Google deve dimostrare che acceleratori, raffreddamento e sistemi di comunicazione possano operare in maniera affidabile per anni in orbita.
Il primo satellite di Project Suncatcher servirà quindi soprattutto a raccogliere dati, individuare i punti di cedimento e validare le soluzioni ingegneristiche sviluppate finora.
Se questi esperimenti avranno successo, il progetto potrà progressivamente passare da singoli acceleratori a satelliti con decine di TPU, fino alla possibile costruzione di costellazioni capaci di comportarsi come un’unica infrastruttura di calcolo AI distribuita nello spazio.
