[비즈한국] Menjelang penawaran umum perdana (IPO) pada 12 Juni (waktu setempat), SpaceX baru saja memperkenalkan konsep baru dalam komputasi luar angkasa dengan mengungkap desain dan spesifikasi satelit demonstrasi pusat data AI luar angkasa, 'AI1'. Di tengah melonjaknya permintaan energi untuk pusat data berbasis darat akibat pertumbuhan pesat industri kecerdasan buatan (AI), langkah ini merupakan upaya untuk memanfaatkan ruang angkasa di orbit sebagai alternatif. Namun, para ahli menganalisis bahwa untuk pengoperasian yang nyata, terdapat berbagai tantangan teknis dan ekonomi yang harus diatasi, seperti pelepasan panas, radiasi luar angkasa, latensi komunikasi, dan biaya pembangunan yang sangat besar.
Elon Musk, CEO SpaceX, baru-baru ini mengunggah video perbincangan berdurasi sekitar 31 menit melalui media sosial X (sebelumnya Twitter) yang direkam di pabrik terminal Starlink di Bastrop, Texas. Dalam video yang dipandu bersama insinyur SpaceX, Ian Dal, CEO Musk memaparkan visinya mengenai pusat data AI di orbit serta memperkenalkan satelit demonstrasi pertama, 'AI1', kepada publik.
Langkah ini ditafsirkan sebagai upaya SpaceX untuk memperluas model bisnisnya, tidak hanya sebagai perusahaan peluncuran antariksa dan penyedia layanan komunikasi, tetapi juga sebagai perusahaan infrastruktur AI yang bertanggung jawab atas komputasi dan pemrosesan data.
Alasan di Balik Konsep Pusat Data Luar Angkasa
Latar belakang utama SpaceX mengajukan konsep pusat data luar angkasa adalah keterbatasan fisik yang dihadapi jaringan listrik di darat. Densitas daya yang diperlukan untuk pemrosesan pembelajaran dan perhitungan inferensi kompleks dari model bahasa besar (LLM) terus meningkat tajam. Menurut data dari lembaga utama seperti 'Laporan Khusus Prospek Energi Dunia: Energi dan AI' yang diterbitkan oleh Badan Energi Internasional (IEA), pertumbuhan kapasitas jaringan energi berbasis darat kemungkinan tidak akan mampu mengimbangi lonjakan permintaan pusat data, sehingga diperkirakan akan terjadi hambatan daya di masa depan.
Untuk memintas kendala infrastruktur darat ini, ruang angkasa orbit rendah bumi (LEO) muncul sebagai alternatif. Di luar atmosfer, tidak ada kehilangan energi surya akibat awan atau hamburan atmosfer, yang memberikan keunggulan berupa kemampuan memperoleh energi radiasi matahari murni selama 24 jam dengan efisiensi sekitar 36% lebih tinggi dibandingkan di darat. Selain itu, sementara pusat data darat menggunakan puluhan juta liter air pendingin untuk mendinginkan server dan memicu kekhawatiran akan penipisan sumber daya air, ruang angkasa dapat meringankan beban lingkungan tersebut, yang menjadi alasan penting dari konsep ini.
Satelit demonstrasi 'AI1' yang baru diungkap ini tidak seperti satelit komunikasi biasa, melainkan berbentuk rak server terbang yang masif. Satelit yang ditempatkan di orbit rendah (LEO) pada ketinggian 600-800 km ini memiliki rentang sayap sekitar 70 meter dan tinggi sekitar 20 meter saat dikerahkan di luar angkasa.
Dari sisi kinerja komputasi, satu satelit AI1 dirancang untuk menangani beban daya rata-rata 120 kilowatt (kW) hingga maksimum 150 kW. Kapasitas ini setara dengan daya dan kemampuan komputasi yang dikonsumsi oleh satu rak server kelas atas (GB300) terbaru dari NVIDIA yang dipasang di pusat data AI darat saat ini. Sebagian besar struktur satelit diisi oleh panel surya berskala besar untuk menghasilkan daya yang sangat besar ini serta sistem radiator pendingin cair untuk mengontrol panas.
Tantangan dalam Mewujudkan Pusat Data Luar Angkasa
Namun, agar pusat data luar angkasa dapat dikomersialkan, banyak hambatan teknis kompleks yang harus diatasi. Tantangan paling utama adalah teknologi pembuangan panas untuk mencegah panas berlebih pada chip semikonduktor berkinerja tinggi. Meskipun suhu di luar angkasa sangat rendah, kondisi hampa udara yang tidak memiliki medium seperti udara atau air untuk menghantarkan panas membuat pelepasan panas secara alami melalui konveksi atau konduksi tidak dimungkinkan. Oleh karena itu, seluruh panas harus dilepaskan ke luar angkasa hanya dalam bentuk radiasi termal. SpaceX berencana memaksimalkan kinerja pembuangan panas dengan memutar radiator yang dapat dikembangkan hingga 70 meter tersebut agar tidak menghadap langsung ke sinar matahari.
Masalah kecepatan transmisi data dan latensi (keterlambatan) juga menjadi salah satu tantangan utama yang harus diselesaikan untuk komersialisasi. Mengingat kemampuan komputasi satu satelit terbatas untuk melatih model AI besar terbaru, SpaceX berencana menghubungkan banyak satelit terdistribusi melalui jaringan komunikasi untuk mengoperasikannya sebagai satu pusat data virtual yang masif.
Untuk tujuan ini, perusahaan berencana menerapkan teknologi tautan laser berkecepatan tinggi yang memanfaatkan jaringan satelit Starlink yang ada, dengan target mencapai bandwidth transmisi data 1 terabit per detik (Tbps) antar satelit dan latensi singkat sekitar 3 milidetik (ms). Namun, masih ada pengamatan hati-hati mengenai apakah sinkronisasi data yang sempurna dan stabil setara dengan kabel serat optik darat dapat dicapai di antara satelit yang tersebar dan bergerak di orbit yang luas secara fisik.
Faktor lingkungan khusus di orbit luar angkasa yang berbeda dari darat juga memengaruhi stabilitas operasi. Pertama adalah radiasi luar angkasa. Ruang orbit rendah yang tidak terlindungi oleh atmosfer bumi terus-menerus terpapar angin surya dan radiasi kosmik berenergi tinggi. Jika semikonduktor AI berbasis proses ultra-halus yang sensitif terpapar radiasi tersebut, terdapat risiko munculnya kesalahan komputasi sementara (soft error) atau perpendekan masa pakai fisik komponen.
Risiko tabrakan akibat meningkatnya kepadatan orbit juga menjadi masalah. Berdasarkan rencana jangka panjang SpaceX, mereka perlu meluncurkan konstelasi satelit hingga 1 juta unit untuk memperluas infrastruktur pusat data luar angkasa di masa depan. Mengingat jumlah total satelit buatan yang saat ini beroperasi di orbit rendah bumi hanya sekitar 15.000, skala ini belum pernah terjadi sebelumnya. Para ahli memperingatkan bahwa jika kepadatan satelit melonjak, satu tabrakan dapat memicu tabrakan puing berantai, yang berpotensi menyebabkan terjadinya 'Sindrom Kessler', di mana seluruh orbit menjadi lumpuh akibat sampah antariksa.
Dari perspektif pemeliharaan infrastruktur, batasan mendasar dari pusat data luar angkasa adalah ketidakmampuan untuk melakukan perbaikan fisik secara instan saat terjadi kegagalan. Pada pusat data darat, jika terjadi kerusakan pada komponen server atau fasilitas pendingin, teknisi dapat dikerahkan ke lokasi untuk mengganti suku cadang dengan cepat.
Namun, di luar angkasa, satu kerusakan sirkuit kecil saja dapat menyebabkan penghentian total operasi satelit. Untuk mencegah hal ini, desain sirkuit cadangan ganda atau tiga lapis (redundansi) untuk komponen inti wajib dilakukan. Namun, desain keamanan seperti ini mau tidak mau akan meningkatkan total berat dan volume satelit, yang secara langsung berdampak pada beban ekonomi berupa kenaikan biaya peluncuran.
Jadi, Apakah Ini Layak Secara Ekonomi?
Semua tantangan teknis yang disebutkan di atas akhirnya bermuara pada masalah ekonomi, yaitu kelayakan bisnis. Menurut laporan dari firma riset industri 'MoffettNathanson', diperkirakan dibutuhkan anggaran sekitar 5 triliun dolar (sekitar 7.657 triliun Won) untuk membangun dan memelihara infrastruktur pusat data luar angkasa berskala 1 juta satelit yang direncanakan SpaceX.
Untuk memulihkan biaya investasi awal yang sangat besar ini dan mendapatkan daya saing komersial dibandingkan pusat data darat, pengurangan biaya peluncuran satelit secara revolusioner sangatlah penting. Analisis industri menyatakan bahwa kelayakan ekonomi baru dapat dibahas jika biaya peluncuran yang saat ini mencapai ribuan dolar per kilogram (kg) dapat ditekan hingga ke kisaran 200 dolar. SpaceX menyatakan dalam dokumen IPO-nya bahwa Falcon 9 atau Falcon Heavy yang beroperasi saat ini tidak dapat digunakan untuk menempatkan satelit V3 dan pusat data luar angkasa. Operasi pusat data luar angkasa mensyaratkan komersialisasi penuh dan stabil dari roket generasi berikutnya milik SpaceX yang dapat digunakan kembali secara total dan super besar.
Visi pusat data luar angkasa yang dipamerkan oleh SpaceX adalah upaya luar biasa untuk mengatasi keterbatasan mendasar infrastruktur darat, yaitu pemenuhan daya, di ruang baru bernama luar angkasa. Namun, terdapat hambatan realistis berupa kendala fisik untuk mengontrol pelepasan panas, risiko dari operasi orbit skala besar, dan pencapaian profitabilitas terhadap biaya yang astronomis. Apakah rencana ini akan menjadi infrastruktur baru yang mengubah paradigma industri, sangat bergantung pada verifikasi teknis yang berkelanjutan dan tren penurunan biaya peluncuran di masa mendatang.