שנגחאי מעלה את המחשוב לחלל: סין בונה תשתית חדשה במרוץ מול ארה״ב

שנגחאי מנסה להפוך את המחשוב החללי מרעיון טכנולוגי למקבץ תעשייתי שלם. ב-30 באוגוסט אירח מחוז סונגג׳יאנג שבדרום-מערב העיר את פורום התעשייה הראשון בסין למחשוב חללי, ובמקביל הושק בו מרכז תעשייתי למחשוב מבוסס-חלל. היוזמה מחברת בין ייצור לוויינים והפעלת מערכי לוויינים לבין שבבים, בינה מלאכותית, שירותי ענן, מחקר והשקעות. 234

הרעיון פשוט יחסית: לוויינים לא אמורים רק לאסוף נתונים ולשלוח קבצים גדולים לכדור הארץ. בעזרת מעבדים מתאימים וקישורי תקשורת, הם יוכלו לנתח תמונות, אותות ומידע מחיישנים כבר במסלול, ולשדר במקום זאת תובנות, התרעות או רק את הקבצים החשובים ביותר. כך ניתן להפחית את העומס על רוחב הפס בין הלוויין לקרקע ולקצר את הזמן שבין התצפית לבין קבלת מידע שימושי. 13

מדוע דווקא סונגג׳יאנג?

סונגג׳יאנג מתוכנן כבסיס למקבץ המשלב 6G, בינה מלאכותית, אינטרנט לווייני ומחשוב מבוסס-חלל. התוכניות המקומיות כוללות כבר חלקים נרחבים משרשרת האספקה הלוויינית — ייצור לוויינים, הפעלת מערכי לוויינים, מטענים, רכיבים ושירותי יישומים. 45

למחוז יש גם עוגן מסחרי בתחום החלל. חברת SpaceSail, המזוהה עם הפיתוח וההפעלה של מערך הלוויינים קיאנפאן במסלול נמוך סביב כדור הארץ, ממוקמת בסונגג׳יאנג, לצד יצרניות לוויינים ונכסי מחקר בתחום התעופה והחלל. 3

התשתית התעשייתית הקיימת מסבירה מדוע שנגחאי קיימה את הפורום דווקא שם. האירוע נועד לחבר בין חברות שפועלות בדרך כלל בענפים נפרדים: יצרני לוויינים צריכים להבין את דרישות ההספק והקירור של מטעני מחשוב; מפתחי שבבים זקוקים לפלטפורמות מסלוליות מעשיות; מומחי אנרגיה ובקרת חום צריכים להכיר את צריכת החשמל האמיתית של המעבדים; ומשקיעים רוצים לראות מסלול ברור יותר להבשלת הטכנולוגיה ולמסחור שלה. 2

מי משתתף במיזם?

בפורום השתתפו מפתחי מערכות תעופה וחלל, יצרני מוליכים למחצה, מומחי בינה מלאכותית, ספקי שירותי ענן, מוסדות מחקר ומשקיעים. יותר מ-40 חברות יוצגו באירוע, לצד מומחים מהאקדמיה הסינית למדעים ומהאקדמיה הסינית לטכנולוגיות מידע ותקשורת, וכן נציג של קרן שנגחאי לתעשיות עתידיות. 2

שרשרת הערך המתהווה רחבה בהרבה מרקטות ולוויינים. תחומי שיתוף הפעולה כוללים:

• שבבים המותאמים לתנאי החלל ופלטפורמות מחשוב על-גבי לוויינים;
• מטענים לווייניים ופלטפורמות לוויין;
• תקשורת לייזר בין לוויינים;
• מערכות אנרגיה בחלל ובקרת חום;
• אחסון ומערכות הפעלה;
• מודלים ויישומים של בינה מלאכותית; וכן
• תקשורת בין מערכי לוויינים ושירותים המקושרים לענן. 24

כבר בחודש מאי הקימה שנגחאי מסגרת רשמית לשיתוף פעולה אקולוגי בתחום. אוניברסיטת פודאן נבחרה לארגון המוביל, ואילו Shanghai Yuanxin Satellite Technology, חברת Zhongke TianSuan (Shanghai) Information Technology והמכון לחדשנות בלוויינים זעירים של האקדמיה הסינית למדעים מונו לארגונים סגני-מובילים. חברת Shanghai XingShu TianSuan Aerospace Technology מונתה למזכירות, ובשלב הראשון הצטרפו 16 ארגונים. 1

המבנה הזה מעניק לתוכנית שכבה מוסדית לצד המרכז החדש בסונגג׳יאנג. המטרה היא לחבר אוניברסיטאות, מכוני מחקר וחברות לאורך כל הדרך — ממחקר בסיסי, דרך פריסת מערכי לוויינים, ועד יישומים מסחריים. 114

איך מחשוב במסלול משנה את זרימת הנתונים?

במתכונת המקובלת של חישה מרחוק, לוויין אוסף מידע, משדר אותו לתחנת קרקע, ומערכות יבשתיות מבצעות חלק גדול מהעיבוד. ככל שהלוויין אוסף יותר נתונים, כך גדלה הקיבולת הדרושה לשידור, לאחסון ולניתוח שלהם בכדור הארץ.

מחשוב מבוסס-חלל מעביר חלק מהעיבוד אל מקור המידע. לוויין המצויד במעבדים חזקים יוכל לזהות תבניות בתמונה, לאתר אירוע באות או לתעדף מידע עוד לפני השידור. במקום לשלוח כל קובץ גולמי, המערכת תוכל להעביר תוצאה מצומצמת או רק את החומר בעל הערך הגבוה ביותר. 13

למודל הזה עשויים להיות שלושה יתרונות מעשיים:

1. פחות מידע גולמי לשידור: ניתוח על-גבי הלוויין עשוי להפחית את היקף המידע שעובר דרך קישורי הקרקע.
2. תגובה מהירה יותר: עיבוד קרוב לנקודת האיסוף יכול לאפשר התרעות והחלטות מהירות יותר כאשר לזמן יש חשיבות.
3. תיאום טוב יותר בין לוויינים: לוויינים המחוברים בקישורי תקשורת מהירים יוכלו לחלוק עומסי עבודה ולנתב ביניהם משימות חישוב ונתונים. 14

עם זאת, אין פירוש הדבר שכל חישוב יתבצע בחלל. ארכיטקטורה מציאותית יותר תחלק את עומסי העבודה בין לוויינים, קישורים בין-לווייניים, תחנות קרקע ותשתיות ענן — בהתאם ליתרונות של כל שכבה.

תוכנית שינגשו מספקת את החזון לטווח ארוך

תוכנית שינגשו של שנגחאי נועדה ליצור רשת עולמית של מחשוב תבוני מבוסס-חלל. היעדים המוצהרים שלה כוללים עיבוד נתונים במסלול, הקצאת כוח חישוב לפי דרישה ומתן שירותים בזמן אמת. 1

התוכנית מחברת בין המאמץ התעשייתי בסונגג׳יאנג לבין חזון תשתיתי רחב יותר: לוויינים יהפכו לצמתים במערכת מחשוב מבוזרת, ולא רק לפלטפורמות מבודדות לאיסוף נתונים. במסגרת השותפות שהוקמה במאי הוגדר שינגשו המהלך התעשייתי המרכזי הראשון של המיזם — סימן למעבר מפריצות דרך נקודתיות לפיתוח מתואם. 1

דיווחים אחרים תיארו שלב אימות ראשוני הכולל לווייני מחשוב ולווייני מחשוב קצה, ואחריו הרחבה מסחרית מתוכננת ומערך גדול בהרבה בעתיד. המספרים הללו מתארים מפת דרכים, לא רשת מבצעית שכבר קיימת, ולכן יש לראות בהם יעדים ולא יכולת נוכחית. 78

מרכזי נתונים במסלול — ומה עדיין עומד בדרך

הגרסה השאפתנית ביותר של החזון היא רשת של מרכזי נתונים במסלול, המופעלים באנרגיית שמש. תומכי הרעיון טוענים כי לוויינים יוכלו לנצל את החשיפה המתמשכת לשמש ולעבד נתונים מעל כדור הארץ, ובכך אולי להפחית חלק מהלחץ על מערכות החשמל והאנרגיה היבשתיות. 6

אך אין בכך כדי להפוך מרכזי נתונים במסלול לתחליף קרוב למתקנים על הקרקע. מערכות חלל צריכות להתמודד עם הפקת אנרגיה, פיזור חום בריק, השפעות קרינה על רכיבים אלקטרוניים, עלויות שיגור ושירות, אמינות וסיכוני פסולת חלל. החומרים הזמינים מציגים את המרכזים הללו כרעיון לטווח ארוך, בעוד שהמיזם הנוכחי של שנגחאי מתמקד באופן מיידי יותר בתיאום תעשייתי, באימות טכנולוגיות וביישומים במסלול. 34

לכן, היוזמה של שנגחאי ב-30 באוגוסט מובנת טוב יותר כניסיון לבנות קודם את שכבת היסודות: שבבים, מטענים, תקשורת, אנרגיה, בקרת חום, תוכנה, לוויינים, יישומים ותקנים. תוכנית הפעולה של סונגג׳יאנג מציבה יעד של היקף תעשייתי הקשור לתחום ביותר מ-50 מיליארד יואן עד 2030, ושל יותר מ-80 חברות במעלה ובמורד שרשרת האספקה. אלה יעדי מדיניות, לא תוצאות שכבר הושגו. 4

על מה שנגחאי באמת מתחרה?

המרוץ לחלל המסחרי הולך ועוסק יותר ויותר בתשתיות ובזרימת נתונים — ולא רק בכלי שיגור או במספר הלוויינים. באמצעות חיבור בין התעשיות הדרושות כדי להפוך לוויינים למערכות מחשוב, שנגחאי מבקשת לתפוס עמדה לאורך השרשרת כולה: מחומרה במסלול ועד שירותי בינה מלאכותית ותיאום עם תשתיות ענן על הקרקע.

הפורום והמרכז החדש אינם מוכיחים שמרכזי נתונים גדולים במסלול כבר מוכנים למסחור. הם כן מעידים ששנגחאי מתייחסת למחשוב חללי כאל יעד תעשייתי ומחקרי מתואם, כאשר סונגג׳יאנג משמשת מעבדת ניסוי להפיכת הרעיון של מערכת נתונים מסלולית לחומרה, לתקנים וליישומים. 24