¿Qué busca Google con Suncatcher, su primer satélite de IA en órbita?

Google ya tiene sus chips de inteligencia artificial en el espacio. El primer satélite experimental de Project Suncatcher despegó el 1 de octubre a bordo de un Falcon 9 de SpaceX y entró en órbita terrestre baja con cuatro TPU, los procesadores diseñados por Google para ejecutar cargas de aprendizaje automático. La compañía confirmó después que había establecido contacto con la nave y que funcionaba según lo previsto.

La misión no pretende colocar de golpe un gigantesco centro de datos sobre nuestras cabezas. Todavía no. Es un experimento mucho más concreto: averiguar si los procesadores que alimentan parte de la IA de Google pueden trabajar sometidos a radiación, vacío, cambios térmicos y vibraciones de un lanzamiento. Si la respuesta termina siendo afirmativa, Suncatcher podría abrir la puerta a algo bastante más ambicioso: constelaciones de satélites capaces de realizar computación de IA aprovechando la energía solar casi continua disponible en determinadas órbitas.

Google lleva cuatro TPU al espacio con Project Suncatcher

El prototipo fue construido en colaboración con Planet Labs y viajó dentro de la misión compartida Transporter-18 de SpaceX, lanzada desde la base de Vandenberg, en California. En el manifiesto de vuelo aparece como Project Suncatcher M1, la primera pieza física de una idea que Google llevaba estudiando sobre el papel desde hacía años.

Dentro lleva cuatro TPU Trillium, aceleradores especializados que Google utiliza en sus infraestructuras terrestres para operaciones de aprendizaje automático. En órbita ejecutarán cargas de IA, entre ellas pruebas con modelos de la familia Gemma, mientras los ingenieros observan temperatura, consumo, estabilidad y posibles errores provocados por la radiación.

Hay una limitación reveladora: el sistema experimental no puede trabajar continuamente a plena potencia. Algunas cargas se ejecutarán durante periodos de unos 15 minutos, precisamente porque sacar el calor de un procesador en el espacio es mucho más complicado de lo que parece. Abajo hay ventiladores, agua y enormes circuitos de refrigeración. Arriba no corre ni una brizna.

El verdadero problema no es mandar el chip, sino enfriarlo

El vacío espacial tiene una paradoja incómoda. Puede estar helado alrededor del satélite, pero eso no significa que un procesador caliente se enfríe fácilmente. Sin aire no existe la refrigeración por convección habitual, de modo que el calor debe desplazarse mediante materiales conductores y finalmente expulsarse a través de radiadores térmicos.

Google ha trabajado con tubos de calor y radiadores y ha probado el diseño en cámaras de vacío térmico antes del lanzamiento. El satélite permitirá comprobar algo que ningún laboratorio terrestre reproduce por completo: cómo responde ese conjunto durante meses en una órbita real, calentándose al procesar datos y expuesto al entorno espacial.

Esa dificultad importa mucho más de lo que sugiere la imagen romántica de unos servidores flotando bajo el Sol. Una futura infraestructura orbital tendría que dedicar una parte considerable de su superficie y de su masa precisamente a generar electricidad y evacuar calor. El ordenador puede caber en una caja; mantenerlo vivo es otra historia.

Por qué Google quiere sacar parte de la IA de la Tierra

Suncatcher nace de una realidad menos cinematográfica: la inteligencia artificial necesita enormes cantidades de electricidad. Los grandes centros de datos concentran miles de aceleradores, consumen energía de forma constante y requieren terrenos, conexiones eléctricas y complejos sistemas de refrigeración.

En determinadas órbitas sincronizadas con el Sol, los paneles fotovoltaicos pueden recibir luz durante casi todo el recorrido. Los cálculos publicados por Google apuntan a que un panel situado en las condiciones adecuadas puede producir hasta ocho veces más energía que uno equivalente instalado en la superficie terrestre.

Eso cambia la aritmética. Una constelación de satélites alimentada por energía solar podría ejecutar determinadas cargas informáticas sin competir directamente por suelo, agua o capacidad de la red eléctrica terrestre. Sobre el papel, desde luego. Entre el papel y una granja orbital de procesadores hay todavía unos cuantos kilómetros de ingeniería y varios miles de millones en costes potenciales.

Suncatcher tampoco significa que Google vaya a abandonar sus centros de datos terrestres. La tecnología se está investigando como una posible infraestructura complementaria para cargas concretas. Procesar información directamente en órbita, por ejemplo, podría resultar especialmente interesante cuando los propios datos se generan desde satélites y enviarlos primero a tierra supone un cuello de botella.

La radiación, el enemigo invisible de los procesadores

El segundo gran examen comienza precisamente al abandonar la protección relativa de la Tierra. Las partículas energéticas procedentes del Sol y los rayos cósmicos pueden alterar los circuitos electrónicos e incluso cambiar accidentalmente un bit de memoria, lo que en informática se conoce como bit flip.

Antes del lanzamiento, Google sometió sus TPU Trillium a haces de protones en el Crocker Nuclear Laboratory de la Universidad de California en Davis mientras los procesadores ejecutaban cargas de inteligencia artificial. Las pruebas iniciales indicaron que podían soportar una dosis de radiación ionizante superior a la que Google calcula para una misión espacial de cinco años.

Suena tranquilizador, aunque el laboratorio sigue siendo un laboratorio. El satélite servirá para comprobar si aparecen errores inesperados cuando radiación, temperatura, vibraciones y funcionamiento prolongado dejan de ser variables separadas y pasan a ocurrir todas a la vez. El espacio suele tener esa costumbre: junta los problemas.

De un pequeño satélite a una red de ordenadores orbitales

El prototipo lanzado en octubre es deliberadamente modesto. Cuatro TPU no forman un centro de datos espacial comparable a los complejos que Google opera en tierra. La importancia está en demostrar las piezas fundamentales antes de intentar multiplicarlas.

El diseño de Suncatcher imagina en el futuro grupos de satélites volando relativamente cerca unos de otros, cada uno con decenas de aceleradores. En vez de construir una única estación gigantesca, la capacidad informática se repartiría entre numerosas plataformas conectadas.

Ahí aparece otro quebradero de cabeza. Los chips de inteligencia artificial necesitan mover cantidades enormes de información entre sí. Los enlaces convencionales entre satélites no bastan para reproducir el ancho de banda que existe dentro de un centro de datos moderno.

Google pretende resolverlo mediante comunicaciones ópticas por láser. Los satélites tendrían que apuntarse unos a otros con extrema precisión mientras viajan a miles de kilómetros por hora alrededor de la Tierra. No basta con tener mucha velocidad de transmisión; la conexión debe ser estable, rápida y prácticamente permanente.

El siguiente salto de Suncatcher llegará en 2027

La compañía prepara para 2027 una misión con dos satélites interconectados, destinada precisamente a probar esas comunicaciones ópticas de alta capacidad. Será un experimento distinto del realizado con el primer prototipo: una cosa es conseguir que una TPU sobreviva y funcione en órbita; otra, convertir varios satélites en una única máquina distribuida.

Si esa arquitectura funcionara, Google podría aumentar la capacidad sumando nuevas unidades a una constelación. Es una idea parecida, salvando las distancias, a construir un centro de datos añadiendo servidores, solo que cada servidor estaría desplazándose alrededor del planeta y la fibra óptica habría sido sustituida parcialmente por haces láser.

El reto económico resulta igual de serio que el técnico. Cada kilogramo de paneles solares, radiadores, procesadores y sistemas de comunicación debe ser enviado al espacio. Aunque los cohetes reutilizables han reducido el precio de los lanzamientos, la informática orbital todavía está lejos de competir de forma rutinaria con enormes instalaciones construidas en tierra.

Suncatcher ya está en órbita, pero el gran experimento acaba de empezar

El lanzamiento cambia, al menos, una cosa importante. Project Suncatcher ha dejado de ser únicamente un estudio futurista acompañado de bonitas ilustraciones de satélites. Google tiene hardware de IA funcionando en órbita y puede empezar a medir qué ocurre realmente con sus chips fuera del planeta.

Durante esta primera fase importarán detalles poco espectaculares pero decisivos: temperaturas, errores de memoria, consumo eléctrico y estabilidad de las TPU, además del comportamiento del sistema de refrigeración. De ahí saldrá la respuesta sobre si merece la pena escalar el concepto.

La imagen de miles de ordenadores alimentados por el Sol y comunicándose mediante láser parece sacada de una novela de ciencia ficción de hace medio siglo. La diferencia es que uno de esos ordenadores ya ha despegado. El resto de la historia dependerá de algo bastante menos poético: que no se caliente demasiado, que la radiación no lo estropee y que las cuentas terminen saliendo.