Không gian vũ trụ - pháo đài mới của trung tâm dữ liệu?

Từ nhu cầu năng lượng đến giấc mơ ngoài quỹ đạo

Sự phát triển nhanh chóng của AI đang đẩy nhu cầu tính toán toàn cầu lên mức chưa từng có. Các trung tâm dữ liệu - hạ tầng nền tảng cho nền kinh tế số - đang tiêu thụ điện năng, nước và tài nguyên ở quy mô khổng lồ.

Theo ước tính, nhu cầu điện cho trung tâm dữ liệu AI có thể tăng tới 165% vào năm 2030, trong khi hơn một nửa năng lượng cung cấp vẫn đến từ nhiên liệu hóa thạch, đe dọa làm chậm tiến trình ứng phó với khủng hoảng khí hậu.

Trước thực tế đó, một số lãnh đạo công nghệ hàng đầu đang tìm kiếm một giải pháp táo bạo: Đưa trung tâm dữ liệu lên không gian. CEO của OpenAI, Sam Altman cho rằng, việc mở rộng hạ tầng tính toán là “tất yếu”, đồng thời gợi ý khả năng đặt trung tâm dữ liệu ngoài không gian. Đây không chỉ là giải pháp kỹ thuật mà còn là tầm nhìn chiến lược trong thời gian tới.

Sam Altman thậm chí còn đề xuất xây dựng một “vòm Dyson” - cấu trúc bao quanh Mặt trời để khai thác năng lượng với các cụm máy chủ khổng lồ hấp thu nguồn năng lượng mặt trời vô hạn. Ngoài Sam Altman, nhà sáng lập Amazon Jeff Bezos và cựu CEO Google Eric Schmidt cũng đang đầu tư vào các dự án hướng tới mạng lưới trung tâm dữ liệu ngoài Trái đất.

Khi viễn tưởng bước vào thực nghiệm

Dù nghe có vẻ xa vời, nhưng các ý tưởng về trung tâm dữ liệu quỹ đạo được dựa trên cơ sở khoa học.

Năm 2016, GS. Ali Hajimiri (Viện Công nghệ California - Caltech) đã nộp bằng sáng chế cho hệ thống tính toán song song trong không gian, tương đương với một trung tâm dữ liệu, với chi phí ước tính khoảng 1.500 USD/kg (khoảng 40 triệu VND) và các tấm pin mặt trời trở nên nhẹ hơn, hiệu suất cao hơn.

GS. Ali Hajimiri và nhóm nghiên cứu của mình hiện đang phát triển hệ thống năng lượng mặt trời ngoài không gian nhẹ, có thể cung cấp điện với chi phí chỉ khoảng 10 cent/kWh (khoảng 49 VND/kWh), thấp hơn đáng kể so với các hệ thống mặt đất ở quy mô lớn.

Tuy nhiên, Hajimiri cũng thừa nhận những thách thức kỹ thuật không nhỏ như tốc độ xử lý dữ liệu có thể chậm hơn do độ trễ truyền tín hiệu, bức xạ vũ trụ gây nguy cơ hư hại phần cứng và khó khăn trong việc bảo trì và nâng cấp, dẫn đến tình trạng lỗi thời nhanh.

Một số công ty khởi nghiệp như Starcloud, Axiom và Lonestar Data Systems đã huy động hàng triệu USD để phát triển công nghệ liên quan. Lonestar Data Systems từng đưa một trung tâm dữ liệu siêu nhỏ lên Mặt trăng chứa các tệp dữ liệu biểu tượng dù mô-đun sớm ngừng hoạt động. Starcloud dự kiến phóng vệ tinh mang chip Nvidia để thử nghiệm khả năng xử lý dữ liệu ngoài không gian, song kế hoạch đã bị hoãn.

Mỹ hiện có hơn 5.400 trung tâm dữ liệu với tốc độ mở rộng nhanh chóng, dự kiến tiêu thụ tới 12% tổng điện năng quốc gia vào năm 2028. Do vậy, việc chuyển tải hạ tầng này ra ngoài quỹ đạo được một số chuyên gia xem là lời giải tổng thể: tận dụng nguồn năng lượng mặt trời liên tục, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm và tiếng ồn đối với cộng đồng dân cư.

Ngay cả chính quyền địa phương tại Mỹ cũng bắt đầu chú ý. Thành viên Hội đồng thành phố Tucson (bang Arizona), Nikki Lee, đã nói về tiềm năng này trong một phiên điều trần vào tháng 8/2025, khi hội đồng đã đồng loạt bác bỏ đề xuất xây trung tâm dữ liệu tại thành phố này.

Nhiều người nói rằng trung tâm dữ liệu không nên ở trong sa mạc, Lee nói. Nhưng “nếu điều này thực sự là ưu tiên quốc gia”, thì trọng tâm phải là “đầu tư ngân sách nghiên cứu và phát triển liên bang để xem xét các trung tâm dữ liệu tồn tại trong không gian.

Về mặt kinh tế, các chuyên gia tỏ ra thận trọng. Matthew Weinzierl, nhà kinh tế học tại Đại học Harvard, nhận định: Trung tâm dữ liệu đặt ngoài không gian có thể có một số ứng dụng chuyên biệt, ví dụ xử lý dữ liệu từ không gian và cung cấp các năng lực an ninh quốc gia… Tuy nhiên để cạnh tranh với trung tâm dữ liệu mặt đất, chúng phải đáp ứng cả về chi phí lẫn chất lượng dịch vụ.

Hiện nay, chi phí đưa một trung tâm dữ liệu lên không gian vẫn cao hơn nhiều so với xây dựng ở những nơi như “Thung lũng Trung tâm dữ liệu” của Virginia, nơi mà nhu cầu điện có thể tăng gấp đôi trong thập kỷ tới nếu không được kiểm soát. Chừng nào vận hành trên mặt đất còn rẻ hơn, các doanh nghiệp vẫn sẽ ưu tiên mở rộng hạ tầng tại chỗ.

Tuy nhiên, không gian vẫn mang lại một lợi thế đáng kể: ít ràng buộc pháp lý và xã hội. Ở Trái đất, việc xây dựng trung tâm dữ liệu cần hàng loạt giấy phép và thường vấp phải phản đối từ người dân do lo ngại về vấn đề nước, điện và phát thải nhiệt. Trái lại, ở không gian, các công ty có thể không phải giải quyết các vấn đề này.

Theo Michelle Hanlon, Giám đốc Trung tâm Luật Hàng không và Không gian tại Đại học Mississippi. Nếu một công ty của Mỹ muốn đưa trung tâm dữ liệu lên quỹ đạo, thì nên hành động càng sớm càng tốt, trước khi Quốc hội kịp ban hành các quy định siết chặt lĩnh vực này./.