طرح جدید اسپیس‌ایکس برای ساخت مراکز داده مداری، بحثی فراتر از فناوری و اقتصاد فضا به میان آورده است؛ بحثی درباره سرنوشت منابع زمین. اگر پروژه «استارمایند» با یک میلیون ماهواره به واقعیت بپیوندد، بشر برای نخستین‌بار صنعتی را تجربه خواهد کرد که مواد ارزشمند سیاره را نه بازیافت، بلکه به‌طور کامل از دسترس خارج می‌کند.

استارمایند چیست و چرا متفاوت است؟

ایلان ماسک اخیراً از ایده‌ای به نام استارمایند (StarMind) پرده برداشته است؛ یک ابرمنظومه ماهواره‌ای شامل حدود یک میلیون ماهواره که قرار است به‌عنوان مراکز داده شناور برای پردازش‌های هوش مصنوعی عمل کنند. شاید این طرح در نگاه اول از نظر فنی یا اقتصادی دور از دسترس به نظر برسد، اما از یک زاویه تقریباً بی‌سابقه است: حجم عظیمی از مواد معدنی و فلزات فرآوری‌شده باید از سطح زمین به مدار پرتاب شود.

در حالی که صنعت فضایی تجاری سال‌هاست از رؤیای استخراج فلزات گران‌بها از سیارک‌ها و آوردن آن‌ها به زمین می‌گوید، استارمایند دقیقاً مسیر معکوس را می‌رود. پرسش اصلی این است که تحت چه شرایطی حاضر به انجام چنین صادراتی یک‌طرفه هستیم؟

برای درک مقیاس، کافی است بدانیم منظومه استارلینک به‌تنهایی جرم اجرام حاضر در مدار نزدیک زمین (LEO) را دو برابر کرده است. مراکز داده مداری پیشنهادی، به‌مراتب بزرگ‌تر و سنگین‌تر از استارلینک خواهند بود و نکته مهم‌تر اینکه بخش قابل توجهی از آن‌ها هرگز به زمین بازنمی‌گردد.

چرخه عمر کوتاه و سرنوشت دوگانه ماهواره‌ها

پردازنده‌های گرافیکی که قلب مراکز داده هوش مصنوعی هستند، عمری حدود پنج سال دارند. با این حساب، از هر یک میلیون ماهواره موسوم به AI1، سالانه نزدیک به ۲۰۰ هزار دستگاه باید از رده خارج و جایگزین شود.

بر اساس پرونده‌ای که اسپیس‌ایکس در ۲۹ مه به کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا (FCC) ارائه کرده، سرنوشت این ماهواره‌های بازنشسته دو حالت خواهد داشت:

  • سقوط و سوختن در جو: حدود ۴۰ هزار ماهواره در سال به‌طور کنترل‌شده وارد جو شده و می‌سوزند.
  • انتقال به مدار دفع: حدود ۱۶۰ هزار ماهواره باقی‌مانده به مداری دوردست موسوم به «مدار گورستان» فرستاده می‌شوند و برای همیشه در آنجا رها خواهند شد.

در هر دو سناریو، از منظر چرخه عمر مواد، نتیجه یکسان است؛ منابع از دست می‌روند. مواد حاصل از سوختن ماهواره‌ها به‌صورت ذرات پراکنده در سراسر جو پخش می‌شوند و به‌تدریج روی سطح زمین ته‌نشین می‌شوند، اما دیگر به شکل قابل بازیافت نیستند و عملاً به آلاینده تبدیل می‌شوند. پژوهش‌ها همچنین هشدار می‌دهند که انتشار گسترده آلومینیوم ناشی از سوختن این حجم از ماهواره‌ها طی چند دهه می‌تواند به تخریب لایه اوزون منجر شود؛ اثری که ابعاد دقیق آن هنوز نامشخص است.

صورت‌حساب مواد؛ از مس تا پالادیم

محاسبه دقیق میزان مواد صادرشده به فضا بدون دسترسی به مشخصات فنی کامل ماهواره‌های AI1 ممکن نیست، اما می‌توان با تمرکز بر مهم‌ترین بخش یعنی پردازنده‌های گرافیکی، برآوردی محافظه‌کارانه به دست آورد.

ایلان ماسک گفته است هر ماهواره از نسخه‌ای سفارشی‌شده از رک انویدیا ورا روبین NVL72 بهره می‌برد؛ رکی که ۷۲ پردازنده گرافیکی را در خود جای داده است. برای تخمین ترکیب مواد، پژوهش منتشرشده در ماه مه درباره ردپای مواد اولیه مدل‌های زبانی بزرگ می‌تواند مبنا باشد. این پژوهش هرچند روی نسل قدیمی‌تر A100 انجام شده، اما ترکیب شیمیایی آن را از نظر ۳۲ عنصر مختلف به‌طور کامل تحلیل کرده است.

از آنجا که هیت‌سینک عظیم هواخنک کارت A100 به‌تنهایی ۸۸ درصد جرم آن را تشکیل می‌دهد و بدیهی است ماهواره‌های مداری به سامانه خنک‌سازی کاملاً متفاوتی نیاز دارند، این بخش از محاسبات کنار گذاشته شده است. با این حال، حتی اگر بسیار محتاطانه فرض کنیم هر ماهواره فقط شامل ۷۲ پردازنده گرافیکی A100 بدون هیچ پوشش یا تجهیزات جانبی دیگر باشد، حجم موادی که سالانه به فضا فرستاده یا در جو تبخیر می‌شود، چشمگیر خواهد بود:

داخل خبر (468x60)
  • حدود ۱۰۰۰ تن مس
  • ۱۷۰ کیلوگرم طلا
  • نزدیک به ۲ تن نقره
  • بیش از ۲۰ تن بیسموت و تیتانیوم
  • بیش از ۲ تن پالادیم
  • ۷۶ کیلوگرم تالیوم

این فهرست هنوز بدون در نظر گرفتن پنل‌های خورشیدی، سامانه‌های خنک‌کننده فضایی، تجهیزات شبکه و سازه سرورها است. بنابراین رقم واقعی به‌مراتب بیشتر خواهد بود.

شاید مقدار برخی از این عناصر در مقایسه با استخراج سالانه جهانی ناچیز به نظر برسد، اما برای دو عنصر داستان متفاوت است: میزان پالادیم و تالیوم هدررفته در این سناریو، معادل حدود یک درصد از کل تولید سالانه جهان است؛ عددی که برای موادی که به فضا پرتاب و رها می‌شوند، بسیار قابل توجه محسوب می‌شود.

برای جبران چه سیارکی باید استخراج شود؟

برای ملموس‌تر شدن ابعاد هدررفت، پژوهش دیگری در سال ۲۰۲۳ معیاری جذاب ارائه می‌دهد: چه سیارکی باید استخراج شود تا بتوان همین مقدار مواد ازدست‌رفته را جبران کرد؟ بر اساس این مطالعه، تنها تعداد محدودی از عناصر در سیارک‌ها غلظتی بالاتر از سنگ‌های معدنی زمین دارند که فلزات گروه پلاتین از آن جمله‌اند.

با در نظر گرفتن ترکیب شیمیایی و چگالی متوسط دو نوع رایج سیارک‌ها یعنی کندریت‌های کربن‌دار گروه CM و سیارک‌های فلزی نوع M، نتایج چنین است:

  • پلاتین موجود در ماهواره‌های سالانه معادل محتوای یک سیارک به قطر ۱۶ تا ۴۳ متر است.
  • ۱۸۰ کیلوگرم کبالت را می‌توان از سیارکی به قطر ۳ تا ۶ متر به دست آورد.
  • برای جبران مس، به سیارکی به قطر ۱۴۰ تا ۱۹۰ متر نیاز است.
  • برای نقره و باریم، سیارکی در بازه ۲۲۵ تا ۳۰۰ متر لازم خواهد بود.
  • برای قلع، قطر سیارک باید به حدود ۵۳۰ متر برسد.

و این چرخه باید هر سال تکرار شود تا فقط مواد ازدست‌رفته یک سال استارمایند جبران شود.

وعده کارخانه روی ماه؛ راه‌حل یا رؤیای پرهزینه؟

اسپیس‌ایکس در پرونده‌ای که نزد کمیسیون بورس و اوراق بهادار آمریکا (SEC) ثبت کرده، به راه‌حلی آینده‌نگرانه اشاره کرده است: «قصد داریم قابلیت‌های تولید مبتنی بر ماه را ایجاد کنیم، از جمله کارخانه‌هایی برای تولید ماهواره‌های پردازش هوش مصنوعی. انتظار داریم از مواد خام ماه برای ساخت بخش عمده جرم ماهواره‌ها استفاده کنیم و تراشه‌ها و دیگر قطعات کم‌جرم را از زمین منتقل کنیم.»

از نظر فنی، استخراج آلومینیوم و تیتانیوم از خاک ماه ممکن است، اما این به معنای ارزان‌تر بودن ساخت در ماه نیست. پیش از هر چیز باید یک پایگاه کامل قمری، تجهیزات معدن‌کاری و خط تولید ماهواره را به ماه منتقل کرد؛ پروژه‌ای که خود به پرتاب‌های عظیم و سرمایه‌گذاری نجومی نیاز دارد. کاهش وزن محموله‌های پرتابی از زمین لزوماً به معنای کاهش هزینه تمام‌شده نیست.

هزینه‌ای که دیده نمی‌شود؛ قیمت بازنگرداندن

علاوه بر هزینه سرسام‌آور قرار دادن هر کیلوگرم بار در مدار، پروژه استارمایند هزینه پنهان دیگری نیز دارد: هزینه بازنگرداندن. اگر همین سرورهای هوش مصنوعی روی زمین ساخته و در مراکز داده مرسوم نصب می‌شدند، پس از پایان عمر می‌شد آن‌ها را به‌صورت مسئولانه بازیافت کرد، فلزات گران‌بها را بازگرداند و حتی تجهیزات سالم را روانه بازار دست‌دوم کرد.

در مدل مداری، این چرخه اقتصاد چرخشی به‌طور کامل قطع می‌شود. منابعی که با صرف انرژی و آلودگی فراوان از دل زمین استخراج و پالایش شده‌اند، یا به غباری پراکنده در جو تبدیل می‌شوند یا برای هزاران سال در مدار گورستان سرگردان می‌مانند؛ گنجینه‌ای دست‌نیافتنی که دیگر هرگز به چرخه تولید بازنخواهد گشت.