شنغهاي تنقل الحوسبة الفضائية من الفكرة إلى بناء منظومة صناعية

تعمل شنغهاي على تحويل الحوسبة الفضائية إلى تجمع صناعي متكامل، لا إلى مشروع فضائي منفرد. ففي 30 أغسطس، استضاف حي سونغجيانغ الواقع جنوب غربي المدينة أول منتدى صيني لتطوير صناعة الحوسبة الفضائية، وأطلق قاعدة صناعية متخصصة في هذا المجال. وتربط المبادرة بين تصنيع الأقمار الصناعية وتشغيل الكوكبات من جهة، وأشباه الموصلات والذكاء الاصطناعي والخدمات السحابية والبحث والاستثمار من جهة أخرى. 234

الفكرة الأساسية بسيطة: ألا تكتفي الأقمار الصناعية بجمع البيانات وإرسال ملفات ضخمة إلى الأرض، بل تعالج الصور والإشارات وبيانات المستشعرات في المدار. وباستخدام معالجات مناسبة وروابط اتصال متقدمة، يمكنها إرسال نتائج وتحذيرات أو ملفات مختارة بدلاً من نقل كل البيانات الخام. ومن شأن ذلك تخفيف الضغط على سعة الاتصال بين الأقمار والمحطات الأرضية، وتقليص الوقت الفاصل بين الرصد والوصول إلى معلومات قابلة للاستخدام. 13

لماذا سونغجيانغ؟

تعمل سونغجيانغ على بناء تجمع يجمع بين «الجيل السادس 6G والذكاء الاصطناعي والإنترنت الفضائي والحوسبة الفضائية». وتشمل الخطط المحلية بالفعل أجزاء متعددة من سلسلة توريد الأقمار الصناعية، من التصنيع وتشغيل الكوكبات إلى الحمولات والمكونات والتطبيقات. 45

كما يوفّر الحي قاعدة تجارية لصناعة الفضاء. فشركة «سبيس سيل» SpaceSail، المرتبطة بتطوير وتشغيل كوكبة «تشيانفان» في المدار الأرضي المنخفض، تتخذ من سونغجيانغ مقراً لها، إلى جانب شركات تصنيع أقمار صناعية ومؤسسات بحثية في مجال الطيران والفضاء. 3

وتفسر هذه القاعدة الصناعية القائمة سبب اختيار شنغهاي لسونغجيانغ لاستضافة المنتدى. فقد صُمم الحدث لربط قطاعات تعمل عادةً بصورة منفصلة: إذ يحتاج مصنعو الأقمار إلى معرفة متطلبات الطاقة والتبريد للحمولات الحاسوبية، بينما يحتاج مطورو الرقائق إلى منصات مدارية قابلة للتطبيق، ويحتاج متخصصو الطاقة والتحكم الحراري إلى بيانات دقيقة عن استهلاك المعالجات، كما يحتاج المستثمرون إلى رؤية أوضح لمسار نضج التقنية تجارياً. 2

قطاعات ومنظمات على امتداد السلسلة

جمع المنتدى مطوري الطيران والفضاء ومصنّعي أشباه الموصلات ومتخصصي الذكاء الاصطناعي ومزودي الخدمات السحابية ومؤسسات البحث والمستثمرين. ومثّلت أكثر من 40 شركة، إلى جانب خبراء من الأكاديمية الصينية للعلوم والأكاديمية الصينية لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، وشريك من صندوق شنغهاي للصناعات المستقبلية. 2

ولا تقتصر سلسلة الإمداد المقترحة على الصواريخ والأقمار الصناعية، بل تشمل:

• رقائق مؤهلة للعمل في الفضاء ومنصات حوسبة على متن الأقمار؛
• حمولات الأقمار ومنصاتها؛
• اتصالات ليزرية بين الأقمار الصناعية؛
• أنظمة الطاقة الفضائية والتحكم الحراري؛
• التخزين وأنظمة التشغيل؛
• نماذج الذكاء الاصطناعي وتطبيقاته؛
• شبكات الكوكبات والخدمات المرتبطة بالحوسبة السحابية. 24

وكانت شنغهاي قد أنشأت في مايو شراكة مؤسسية للمنظومة الصناعية. واختيرت جامعة فودان جهةً رئيسية للشراكة، فيما سُمّيت شركة شنغهاي يوانشين لتكنولوجيا الأقمار الصناعية، وشركة تشونغكه تيانشوان للحوسبة في شنغهاي، ومعهد الابتكار للأقمار الصغيرة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، جهاتٍ نائبة للرئاسة. أما شركة شنغهاي شينغشو تيانشوان لتكنولوجيا الفضاء، فاختيرت أمانةً للشراكة، بمشاركة 16 عضواً مؤسساً. 1

وتمنح هذه البنية البرنامج طبقة مؤسسية موازية للقاعدة الجديدة في سونغجيانغ. والهدف هو وصل الجامعات ومعاهد البحث والشركات عبر المسار الممتد من البحوث الأساسية إلى نشر الكوكبات والتطبيقات التجارية. 114

كيف يمكن للحوسبة في المدار أن تغيّر تدفق البيانات؟

في نموذج الاستشعار عن بُعد التقليدي، يجمع القمر الصناعي البيانات ثم يرسلها إلى محطة أرضية، حيث تُنفّذ نسبة كبيرة من عمليات التخزين والمعالجة على الأرض. وكلما زادت كمية البيانات التي يجمعها القمر، ازدادت الحاجة إلى سعة أكبر لنقلها وتخزينها وتحليلها.

أما الحوسبة الفضائية فتنقل جزءاً من هذه المعالجة إلى مصدر البيانات نفسه. فقد يتمكن قمر مزود بمعالجات عالية الأداء من التعرف إلى أنماط في صورة، أو رصد حدث في إشارة، أو ترتيب أولوية البيانات قبل إرسالها. وبدلاً من نقل كل ملف خام، يمكن للنظام إرسال نتيجة مختصرة أو المواد الأعلى قيمة فقط. 13

وقد يوفر هذا النموذج ثلاث فوائد عملية:

1. تقليل حجم البيانات الخام المنقولة: تساعد المعالجة على متن القمر في خفض كمية المعلومات التي تمر عبر روابط الاتصال الأرضية.
2. استجابات أسرع: قد تتيح المعالجة بالقرب من نقطة جمع البيانات إصدار تنبيهات واتخاذ قرارات أسرع عندما يكون عامل الوقت مهماً.
3. كوكبات أكثر تنسيقاً: يمكن للأقمار المرتبطة عبر اتصالات عالية السرعة تقاسم أعباء العمل وتوجيه البيانات أو مهام الحوسبة عبر الشبكة. 14

ولا يعني ذلك أن كل عملية حسابية يجب أن تتم في الفضاء. فالتصميم الأكثر واقعية هو توزيع المهام بين الأقمار الصناعية والروابط البينية والمحطات الأرضية والبنية السحابية، مع استخدام كل طبقة حيث تكون أكثر كفاءة.

خطة «شينغشو» ترسم الرؤية الأطول مدى

تهدف خطة «شينغشو» إلى إنشاء شبكة عالمية للحوسبة الذكية القائمة على الفضاء. وتشمل أهدافها المعلنة معالجة البيانات في المدار، وتخصيص القدرة الحاسوبية عند الطلب، وتقديم خدمات في الوقت الحقيقي. 1

وتربط الخطة الجهد الصناعي في سونغجيانغ برؤية أوسع للبنية التحتية: إذ تتحول الأقمار الصناعية إلى عقد ضمن نظام حوسبة موزّع، بدلاً من أن تكون منصات منفصلة لجمع البيانات فحسب. وقد وصفت شراكة المنظومة التي أُطلقت في مايو «شينغشو» بأنه أول تحرك صناعي كبير لها، في إشارة إلى الانتقال من إنجازات تقنية منفردة إلى تطوير منسق. 1

وتحدثت تقارير أخرى عن مرحلة تحقق أولية تشمل أقماراً للحوسبة والحوسبة الطرفية، تليها توسعة تجارية مقترحة ثم كوكبة أكبر بكثير في نهاية المطاف. وهذه الأرقام تمثل خريطة طريق، لا شبكة تشغيلية قائمة بالفعل؛ لذلك ينبغي قراءتها بوصفها أهدافاً مستقبلية لا قدرات حالية. 78

فكرة مراكز البيانات المدارية وحدودها

تتمثل النسخة الأكثر طموحاً من هذه الرؤية في شبكة من مراكز البيانات المدارية التي تعمل بالطاقة الشمسية. ويرى مؤيدو الفكرة أن الأقمار الصناعية قد تستفيد من التعرض المستمر نسبياً لأشعة الشمس، وتعالج البيانات فوق الأرض، بما قد يخفف بعض الضغوط عن أنظمة الطاقة الأرضية. 6

لكن ذلك لا يعني أن مراكز البيانات المدارية ستصبح بديلاً قريب المدى عن المنشآت الأرضية. فعلى الأنظمة الفضائية إدارة توليد الطاقة والتخلص من الحرارة في الفراغ، ومواجهة تأثير الإشعاع في الإلكترونيات، وتحمل تكاليف الإطلاق والصيانة، وضمان الاعتمادية، والحد من مخاطر الحطام الفضائي. وتعرض المواد المتاحة هذه المنشآت بوصفها طرحاً طويل الأمد، بينما يتركز الجهد الحالي في شنغهاي بصورة أكثر مباشرة على تنسيق الصناعة والتحقق من التقنيات والتطبيقات المدارية. 34

لذلك يمكن فهم مبادرة شنغهاي في أغسطس باعتبارها محاولة لبناء المكونات الضرورية أولاً: الرقائق والحمولات والاتصالات والطاقة والتحكم الحراري والبرمجيات والأقمار والتطبيقات والمعايير. وتستهدف خطة عمل سونغجيانغ بلوغ حجم صناعي يتجاوز 50 مليار يوان بحلول عام 2030، واستقطاب أكثر من 80 شركة ضمن سلسلة القيمة، لكن هذه أرقام مستهدفة في سياسة محلية وليست نتائج تحققت بالفعل. 4

ما الذي تسعى شنغهاي إلى السيطرة عليه فعلياً؟

تتحول المنافسة في الفضاء التجاري بصورة متزايدة إلى منافسة على البنية التحتية وتدفقات البيانات، لا على مركبات الإطلاق أو عدد الأقمار فقط. ومن خلال جمع الصناعات اللازمة لجعل الأقمار قادرة على الحوسبة، تسعى شنغهاي إلى احتلال موقع عبر السلسلة بأكملها، من العتاد المداري إلى خدمات الذكاء الاصطناعي والتنسيق مع الحوسبة السحابية على الأرض.

ولا يثبت المنتدى والقاعدة الجديدة أن مراكز البيانات المدارية الكبيرة أصبحت جاهزة تجارياً. لكنهما يوضحان أن شنغهاي تتعامل مع الحوسبة الفضائية باعتبارها أولوية صناعية وبحثية منسقة، مع جعل سونغجيانغ ساحة اختبار لتحويل مفهوم منظومة البيانات المدارية إلى عتاد ومعايير وتطبيقات. 24