Wie sinnvoll sind Rechencentren im Weltall?

Hier ein Ausdruck von Bildung und Träumerei

Potenzielle Vor- und Nachteile:

Energie-Verfügbarkeit: ................... ist mit Photovoltaik-Anlagen hoch, da die Sonnenstrahlung nicht durch die Atmosphäre, Wolken und Erdneigung gedämmt wird, sodass die Wirkungseffiziens auf das gesamte Jahr betrachtet erst einmal um das 6- bis 12-fache steigt (je nachdem wo auf der Erde im Vergleich (Deutschland und Äquator-Nähe). Und wenn man die Zeit innerhalb des Erdschattens in einer erdnahen-Umlaufbahn miteinbezieht, ist es immernoch das 4- bis 8-fache, jedoch noch ... Haltbarkeit: PV-Module degradieren im erdnahen-Orbit ~ 5 bis 10 mal so schnell wie auf der Erde; vor allem durch den hohen Temperaturwechsel zwischen Sonnenschein und Erdschatten, durch Strahlung und durch chemische Reaktionen (radikaler elementarer Sauerstoff in hohen Luftschichten). An einem Erd-ferneren Standort (z.B. Lagrange-Punkte) würden sie sogar ~ 6 bis 11 mal so schnell degradieren wie auf der Erde, da dort die interplanetare Strahlung (Solarwind) nochmals erheblich stärker wird, sowie auch ein erhöhtes Risiko durch (Mini-) Meteroriten.

Und dann kommen ja nun die Transportkosten für die vielen Solarzellen, sowie auch für die aufwendigere Kühlung...

Kühlung: ................... funktioniert im Weltall praktisch anders als auf der Erde. Auf der Erde findet Kühlung von Rechencentren hauptsächlich durch Konduktion und Konvektion statt, also dadurch dass Atome ihre Energie durch Berührung an andere Atome abgeben (Kühlwasser wird wärmer und Rechenmodul wird kälter). Wärmeren Atome bewegen sich dann weg und kältere kommen nach (heiße Luft steigt nach oben und kalte rutscht nach, bzw kaltes frisches Wasser). Der luftleere Weltraum ist allerdings ziemlich leer und Materie gibt es somit nicht, welche sich bewegen kann, sodass Kühlung letzlich hauptsächlich durch Wärmestrahlung passieren kann. Auf der Erde "stahlt" eine Grafikkarte auch Hitze ab, allerdings ist der Raum drumherum relativ warm im Vergleich zum Weltall, so geht die meiste Hitze an die große Menge an kalter Luft über, welche die Grafikkarte"berührt". Im Weltall würde eine Grafikkarte allerdings eben quasi nicht einfach so "berührt" werden, sondern verliert die Energie (wird gekühlt) durch Wärmestrahlung. Denn auch ohne "Berührung" strahlt jedes Objekt immer über seine Oberfläche in die Umgebung, und dies geschieht schneller je größer die Temperatur-differenz. Ein 60° heißer Gegenstand (z.B. Grafikkarten-Rig mit 1m²) strahlt beispielsweise Wärmestrahlung mit 600 Watt ins kalte Weltall hinein, auf der Erde wären es alleine durch Wärmestrahlung nur 250 Watt (der Rest durch die umliegende Luft und Wasser)

→ wir brauchen große Radiatoren (Oberfläche zum Kühlen): Zum Berechnen der Maße für Radiator: ISS Photovoltaic Radiator mit 14 kW Abführ-leistung, misst 42m² bei 740 kg. Bei einem Rechencentrum mit beispielsweise 10MW Rechenleistung wären das ~ 30.000 m² Radiator-fläche und ~530 Tonnen Gewicht. Hin zur erdnahen-Umlaufbahn würde der Transport des Gewichts alleine ~ 1-2 Milliarden € kosten; zu den Lagrange-Punkten (stationär) sogar ~ 2-3 Milliarden €... für ein Rechenzentrum welches insgesamt (Gebäude + Hardware) in den USA circa 300 Milionen € im Bau und jährlich 30 Milionen € jährlich in Operation kostet (ca. 50% für Strom). Wie skalierbar ist es, sodass sich das lohnt?

Strahlung (geladene Teilchen interagieren; "bit-flipping" & Lebensdauer von GPUs etc.):

Datentransfer:

Wartung/Reparatur:

Weltall-Müll (Kessler-Syndrom):

Transport-Kosten:

Was noch?

...

Eventuell irgendwann:

Preis über Lebenszeit für 100 Megawatt-Datencenter Vergleich von "im OECD-Land" zu "im Weltall" (Erd-Umlaufbahn und Lagrange-Punkt):