Orbitaal datacenter
Stel je een satelliet voor die niet gevuld is met camera's of navigatie-apparatuur, maar met dezelfde soort rekenchips die in een gewoon datacenter staan: de chips die grote taalmodellen zoals ChatGPT draaiende houden of die je vakantiefoto's in de cloud opslaan. Die satelliet cirkelt om de aarde, vangt met grote zonnepanelen energie op en gebruikt die stroom om data te verwerken, in plaats van eerst alles naar de grond te sturen. Dat is in de kern een orbitaal datacenter: een rekencentrum dat niet in een loods naast een snelweg staat, maar in een baan om onze planeet.
Het idee klinkt als sciencefiction, maar de motivatie erachter is heel nuchter. Datacenters op aarde verbruiken enorme hoeveelheden stroom en vaak ook zoet water om chips te koelen, en de vraag naar rekenkracht voor kunstmatige intelligentie (AI) groeit sneller dan elektriciteitsnetten kunnen bijbenen. In de ruimte schijnt de zon vrijwel continu, zonder wolken, nacht of een dempende atmosfeer. Vergelijk het met zonnepanelen op een bewolkte zolder tegenover panelen op een bergtop boven de wolken: in bepaalde banen om de aarde is de zon zelfs nog betrouwbaarder dan op elke bergtop.
Wat is het precies?
Een orbitaal datacenter bestaat, net als een satelliet, uit een aantal vaste onderdelen: een 'bus' (het frame en de besturingselektronica), grote zonnepanelen voor stroom, en in dit geval modules met servers en rekenchips zoals GPU's (grafische processoren, oorspronkelijk voor beeldbewerking maar inmiddels de standaardchip voor AI-berekeningen) of gespecialiseerde AI-chips zoals Google's TPU's (Tensor Processing Units). Daarnaast is er apparatuur om resultaten naar de grond te sturen, meestal via laserverbindingen in plaats van gewone radiosignalen, omdat licht veel meer data per seconde kan overbrengen.
Veel van deze projecten mikken op een zonsynchrone baan: een omloopbaan zo gekozen dat de satelliet vrijwel altijd in het zonlicht blijft en zelden in de schaduw van de aarde valt. Dat scheelt zware batterijen, want er hoeft nauwelijks energie opgeslagen te worden voor 'donkere' periodes.
Het lastigste technische probleem is niet stroom, maar warmte kwijtraken. Op aarde koelen we chips met ventilatoren of water, die warmte afvoeren via de lucht. In de vacuümruimte is er geen lucht en geen water om warmte in weg te laten stromen: de enige manier om warmte kwijt te raken is uitstraling, net zoals een kachel warmte afgeeft aan een koude kamer. Dat vraagt om grote, zware radiatorpanelen, die des te groter moeten worden naarmate er meer rekenkracht — en dus meer warmte — in een satelliet gepropt wordt.
Ook straling is een probleem: buiten de beschermende atmosfeer en het magneetveld van de aarde worden chips voortdurend geraakt door kosmische straling, wat rekenfouten of zelfs permanente schade kan veroorzaken. Consumentenchips zoals de GPU's die in gewone datacenters staan, zijn daar niet voor ontworpen; ruimtevaartbedrijven moeten ze extra afschermen of speciale, stralingsbestendige versies gebruiken. En omdat er in de ruimte niemand is die een kapotte server kan vervangen, moet alles het jarenlang zonder onderhoud volhouden.
Wat wil men ermee bereiken?
De belangrijkste belofte is dat rekenkracht in de ruimte in potentie schoner en goedkoper kan zijn dan op aarde, omdat er geen brandstof of elektriciteitsnet nodig is voor de energievoorziening en er geen land, water of bouwvergunningen nodig zijn zoals bij een datacenter op aarde. Voorstanders wijzen erop dat de vraag naar AI-rekenkracht zo hard groeit dat elektriciteitsnetten op aarde het simpelweg niet kunnen bijbenen, en dat zonne-energie in de ruimte in principe onbeperkt en ononderbroken beschikbaar is.
Een tweede motief is data soevereiniteit: met name Europese studies benadrukken dat een eigen infrastructuur in de ruimte landen minder afhankelijk zou maken van buitenlandse cloudbedrijven voor gevoelige data. Daarnaast speelt bij aardobservatiesatellieten een praktisch voordeel: als een satelliet zelf al ruwe camerabeelden kan analyseren in plaats van alles ongefilterd naar de grond te sturen, is er veel minder downlinkcapaciteit nodig en kunnen resultaten sneller beschikbaar komen.
Voorbeelden uit de praktijk
Het veld is nog jong, maar er zijn al concrete projecten en studies:
- ESA ASCEND (2022-2023): een haalbaarheidsstudie van het Europese ruimtevaartagentschap ESA, uitgevoerd door onder meer Thales Alenia Space, die concludeerde dat ruimtedatacenters op termijn CO2-neutraler zouden kunnen zijn dan datacenters op aarde, mits lanceerkosten met herbruikbare raketten blijven dalen.
- Starcloud (voorheen Lumen Orbit): dit Amerikaanse start-up lanceerde in november 2025 de testsatelliet Starcloud-1 met daarin een Nvidia H100-GPU aan boord, een van de eerste tests van commerciële AI-rekenchips in een baan om de aarde, gelanceerd met een SpaceX-raket.
- Google Project Suncatcher (2025 aangekondigd): onderzoeksproject waarbij Google verkent of clusters van satellieten met eigen TPU-chips, verbonden via laserlinks, een soort verspreid rekencentrum in de ruimte kunnen vormen. Google noemt zelf testlanceringen rond 2027 als volgende stap.
- China's 'Drielichamen-rekenconstellatie' (三体计算星座): gebouwd door het bedrijf ADA Space en het Zhijiang Laboratory, met in mei 2025 de eerste twaalf van een geplande constellatie van circa 2.800 satellieten, elk uitgerust met aan boord AI-rekenchips voor het direct verwerken van satellietdata in de ruimte.
- Space Compass (Japan): een joint venture van NTT en SKY Perfect JSAT die werkt aan laser-datarelay-satellieten en 'ruimte-edge-computing', met als doel dit later dit decennium operationeel te krijgen.
Hoe ver is de techniek?
Op dit moment, begin 2026, bestaat er nog geen operationeel, commercieel orbitaal datacenter. Wat er wél bestaat, zijn testsatellieten met een handvol chips — verre van de duizenden servers die een gewoon datacenter op aarde telt. Het gaat vooralsnog om proof-of-concept-missies en haalbaarheidsstudies.
De grootste obstakels blijven: koeling op grotere schaal (hoe meer rekenkracht, hoe groter en zwaarder de benodigde radiatoren), lanceerkosten (nog altijd honderden tot duizenden euro's per kilogram, ondanks dalende kosten dankzij herbruikbare raketten zoals SpaceX's Starship), straling die consumentenchips beschadigt, de onmogelijkheid om kapotte onderdelen te repareren, en de beperkte bandbreedte om grote hoeveelheden data terug naar aarde te sturen. Ook spelen er zorgen over ruimtepuin: grote constellaties van honderden tot duizenden satellieten vergroten het risico op botsingen in een toch al drukke baan om de aarde.
Bedrijven als Starcloud en Google noemen ambitieuze tijdlijnen — Starcloud spreekt zelf over een datacenter met enkele gigawatts vermogen begin jaren 2030, Google over opschaling in de jaren daarna. Dat zijn eigen, commercieel gemotiveerde prognoses; onafhankelijke experts zijn voorzichtiger en wijzen erop dat de techniek voor koeling, straling en onderhoud op grote schaal nog niet bewezen is. Vergelijk het met de vroege jaren van herbruikbare raketten: veelbelovend, maar met een lange weg van prototype naar routine.
Wie werken eraan?
In de Verenigde Staten zijn Starcloud (voorheen Lumen Orbit) en Google (met Project Suncatcher) de bekendste namen, met SpaceX als belangrijke lanceerpartner. NASA heeft in het verleden eigen verkennende studies gedaan naar rekenkracht in de ruimte. In Europa trekt ESA de kar via de ASCEND-studie, met Thales Alenia Space (Frankrijk/Italië) als uitvoerend ruimtevaartbedrijf. In Azië zijn China (ADA Space en het Zhijiang Laboratory, met steun van lokale overheden) en Japan (Space Compass, een samenwerking tussen telecombedrijf NTT en satellietoperator SKY Perfect JSAT) actief. Het veld is nog klein genoeg dat vrijwel alle serieuze spelers wereldwijd bekend zijn; grote gevestigde cloudbedrijven zoals Amazon en Microsoft hebben tot nu toe geen vergelijkbare orbitale plannen publiekelijk bevestigd.