Alguma vez diremos uma frase como esta? Conseguimos imaginar sequer que, daqui por dez anos, saiam de terra firme em direção ao Espaço milhares de processadores capazes de fazer em órbita o que, por agora, fazem em armazéns refrigerados e totalmente dedicados? Neste INESC TECWatch, descolamos em direção às respostas com a ajuda dos nossos investigadores na área da computação avançada.
Quando olharmos esta noite para o céu podemos não nos dar conta, mas o que vemos não é o que víamos noutras noites, ou naquelas atividades de astronomia muito lá para trás, quando em bicos de pé, espreitávamos o telescópio para o pano estrelado que cobria todo o nosso olhar. Numa daquelas montagens “antes” e “depois”, ficaríamos com uma sensação idêntica à de ver uma pele a ganhar sinais aqui e ali com o passar do tempo.
Alguns desses sinais são satélites, milhares deles – foram enviados por nós e por lá continuam. Vemo-los à noite, pintinhas brancas numa manta negra. Mas será que, daqui por uma década ou duas, vamos dar conta de mais pontos brilhantes? Iremos ver uma constelação de… centros de dados? É difícil de dizer – mas há quem não tenha grandes dúvidas. E sim, falamos daquelas estruturas do tamanho de parques industriais a serem lançadas para o Espaço – onde precisariam de grandes painéis solares para funcionar. Podem ser muito mais visíveis do que a maioria dos satélites atuais.
A primeira edição de 2026 do The New York Times fazia eco deste “sonho” que fica a dever muito pouco à mais arrojada ficção científica. O jornal norte-americano apontava para a catadupa de intervenções de líderes dos setores de Inteligência Artificial e Espaço no passado recente. Todas no mesmo sentido, seguem um raciocínio aparentemente linear: os centros de dados consomem cada vez mais energia – com impactos imediatos nas comunidades que passam a conviver com estes “vizinhos” – e precisam de se espraiar por múltiplos hectares. A solução? Começar a enviá-los para o Espaço. Principal argumento: energia em abundância, acesso ao sol praticamente ininterrupto e sem nuvens a separá-lo dos painéis solares.
Não há surpresas nos protagonistas que olham para o céu estrelado como o melhor destino para uma expansão sem limites. A Google apresentou o manifesto em novembro do ano passado: em 2027, à boleia do Suncatcher, vai começar a testar o lançamento de satélites equipados com TPUs da Google, alimentados a energia solar. E Elon Musk já escreveu: “A procura global de eletricidade para alimentar a IA não pode ser satisfeita com as soluções disponíveis em terra, mesmo a curto prazo, sem causar dificuldades às comunidades e ao ambiente”. A SpaceX quer levar para órbita os centros de dados operados em terra pelos suspeitos do costume: Google, Amazon, NVidia ou OpenAI.
Aqui mais perto, o European Space Policy Institute (ESPI) calcula que o mercado a envolver os centros dados em 2030 – estejam eles onde estiverem – pode chegar aos 535 mil milhões de euros. E, por isso, a Europa não pode “dar-se ao luxo de perder uma nova era dourada com elevados efeitos multiplicadores em toda a economia”.
Tudo certo. Mas a perguntas que importa: centros de dados em órbita seriam mesmo viáveis? Será que os processadores dos centros de dados conseguem funcionar no espaço? (Ainda ficamos com perguntas no bolso: as contas não vão caber neste texto, mas os custos da operação sonhada pelos CEO das grandes empresas são – como não poderia deixar de ser – astronómicos: o custo de um quilograma de material catapultado para o espaço pode oscilar entre 2000 e 8000 euros – e estas estruturas são do tamanho de estádios.
Vácuo, gravidade e temperaturas astronómicas
Por partes. O nosso foco principal será, a partir daqui, examinar o “ponto de vista puramente computacional”. Ricardo Macedo, investigador do INESC TEC na área da computação avançada, arranca: “uma GPU em órbita poderá oferecer um desempenho semelhante à de uma GPU num centro de dados terrestre”. Isto porque “a arquitetura e o poder de processamento são essencialmente os mesmos”.
Mas “muitas cargas de trabalho associadas a GPUs, como o treino ou a inferência de modelos de IA, dependem de comunicação frequente entre GPUs, CPUs e sistemas de armazenamento”. Ou seja: em órbita, a largura de banda disponível e a latência das ligações com outros sistemas” são significativamente mais limitadas do que num data center terrestre – o que pode afetar o desempenho global das aplicações”, acrescenta.
Ponto assente. É que a GPU a operar no espaço está “sujeita a radiação que provoca erros lógicos (Bit flips e soft errors) que têm de ser corrigidos por software”, acrescenta o investigador do INESC TEC Miguel Peixoto. E esse processo de correção pode ter um custo de processamento associado. “Devido a este fator”, continua, “a mesma GPU no espaço pode ter menor desempenho quando comparado com a GPU em terra.”
Longe de terra firme, onde não chove, os termómetros podem apontar para 250 graus negativos de temperatura e o sol está praticamente sempre presente. Mais um desafio para a pilha, Miguel Peixoto explica: “os centros de dados em terra podem utilizar diferentes sistemas de refrigeração e até combinando tecnologias. No espaço, com a impossibilidade de convecção como mecanismo de dissipação de calor, a microgravidade, e as temperaturas extremas (muito negativas na sombra, e muito altas com a exposição solar) exigem uma resposta ajustada ao ambiente e muito limitativa nas opções disponíveis.
Nos centros de dados modernos que conhecemos, os principais sistemas de arrefecimento recorrem a ar, água ou óleo. “O arrefecimento por ar é inviável no espaço devido à ausência de convecção, enquanto as soluções baseadas em líquidos são mais difíceis de implementar e operar em ambiente espacial, devido às condições de pressão e às restrições de engenharia associadas”, sublinha Ricardo Macedo. “Como consequência, seria necessário repensar significativamente as soluções de gestão térmica, o que exige ainda investigação adicional até que estas abordagens se tornem práticas e eficientes”, continua.
Arrefecer os bastidores
Com todas estas limitações, podemos mesmo ter já na próxima década uma estrutura a gravitar por cima de nós? Será difícil. Ricardo Macedo desenha um cenário mais “plausível”: o lançamento de pequenas provas de conceito durante os próximos anos. A NVidia já lançou os dados, com a saída para o espaço do H-100, um chip com 100 vezes mais capacidade de processamento do que qualquer outro já lançado para o espaço. “É a primeira vez que uma GPU de centro de dados de nível terrestre será enviada para o espaço e operada em órbita”, afiançou o CEO da Starcloud, aquando do lançamento, em novembro de 2025. A empresa que quer colocar um centro de dados de 40 megawatts no espaço a processar dados a um custo equivalente ao dos centros de dados na Terra na próxima década
Lá longe, o H-100 vai tentar fazer pela primeira vez o que já fez vezes sem conta em terra e testar aplicações de processamento de IA, como análise de imagens de observação da Terra ou executar um LLM. Idas ao espaço para estes GPU podem ser vistas como um bom teste de pré-época, essencial para ajustar agulhas e limar processos para ultrapassar antes de começar o campeonato, com “adversários” de outro nível: desde “restrições energéticas, à dissipação térmica, a tolerância à radiação, ou as limitações de comunicação”, enumera Ricardo Macedo. Acertar o resultado desta equação é decisivo para certificar estas soluções a uma escala comparável à dos centros de dados terrestres.
Miguel Peixoto puxa a exemplo o “complexo sistema de refrigeração” da Estação Espacial Internacional (ISS). O sistema da ISS tem “capacidade para arrefecer até 70kW”. Ora, aos dias de hoje, isso “representa apenas dois bastidores de um centro de dados” – e, como reforça o investigador, estas estruturas têm “desde muitas dezenas até centenas ou milhares de bastidores.” Apesar de o sistema ATCS da ISS se ter revelado eficiente em testes de muito pequena dimensão no que toca a colocar infraestrutura HPC no espaço, “os data centres terrestres de HPC/AI operam numa escala muito superior à suportada pela ISS”, sustenta o investigador.
E depois há outro obstáculo: o lançamento. “Os dados que temos aos dias de hoje mostram que, para cada tonelada de material que é enviado para o espaço, são necessárias cerca de 20 toneladas de combustível”. Neste momento, muitos data centres terrestres são alimentados em parte com energias renováveis. “Isso quer dizer que estamos muito longe de ter uma pegada carbónica inferior no espaço”, sustenta Miguel Peixoto.
E depois há a questão da repetição crescente de lançamentos para o espaço. Os ensaios contínuos realizados pela SpaceX podem emitir centenas de toneladas de CO₂. (Sem esquecer o possível boom do turismo espacial e mega-constelações (Starlink e Kuiper, por exemplo) podem multiplicar esse impacto nas próximas décadas. “O impacto dependerá fortemente do tipo de carga de trabalho. Para aplicações que exigem comunicação contínua com a Terra, a eficiência do sistema poderá ser reduzida, e a pegada carbónica global poderá aumentar devido ao impacto ambiental associado aos lançamentos espaciais”, indica Ricardo Macedo.
No entanto, se o processamento de dados for realizado diretamente sobre dados gerados no espaço (como observação da Terra ou observação astronómica), for feito localmente, “poderá reduzir significativamente a necessidade de transmissão de dados para o solo”, o que pode trazer “alguns ganhos em termos de eficiência.”
O peso dos ganhos e das perdas vão marcar o debate nos próximos anos. Resta saber se alguma vez olharemos para o céu para dizer: “aquele centro de dados não estava ali ontem”.
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