Sinds eind 2025 heeft de commerciële lucht- en ruimtevaart een enorme aandacht gekregen op de kapitaalmarkt. In dit rapport proberen we een startpunt te bieden voor onderzoek naar commerciële investeringsmogelijkheden in de lucht- en ruimtevaart, door de 'oorzaken en gevolgen' op een rij te zetten. De belangrijkste trigger voor deze ronde van commerciële lucht- en ruimtevaart om marktaandacht te trekken is het nieuws dat SpaceX op het punt staat de kapitaalmarkt te betreden voor financiering. Het revolutionaire karakter van SpaceX ligt in de lineaire verlaging van de lanceringskosten van satellieten als gevolg van de recyclebare rakettechnologie. In dit rapport beginnen we met SpaceX en bespreken we vooral de volgende zaken:
1. Hoe is SpaceX gegroeid? Hoeveel kan de recyclebare rakettechnologie de kosten verlagen?
2. SpaceX wil graag naar de beurs, wat in schril contrast staat met de eerdere houding van Musk om te weigeren SpaceX openbaar te maken. Wat is er in de tussentijd gebeurd?
3. Hoe haalbaar is de ruimtecomputerkracht die Musk verwacht, en in welke fase bevindt de industrie zich momenteel?
Hieronder volgt een gedetailleerde analyse
1. De groeigeschiedenis van SpaceX: Falcon9 zal op het eerste niveau recyclebaar zijn en Starship zal volledig recyclebaar zijn
1. Implementeer raket- en satelliettechnologie en win NASA-contracten
In 2002 richtte Musk SpaceX op in Californië. Zijn idee voor de oprichting van het bedrijf was geïnspireerd door sciencefictionwerken. Hij hoopte naar Mars te gaan omdat hij van de mens zo snel mogelijk een ‘multi-planetaire soort’ wilde maken. Hij geloofde dat alleen op deze manier de menselijke beschaving langer kan voortduren.
Hij geloofde dat mensen voorlopig niet naar Mars konden gaan, niet vanwege de technologie, maar omdat de kosten van raketlanceringen te hoog waren. Daarom was hij vastbesloten de lanceerkosten te verlagen door raketten om te vormen tot herbruikbare raketten, 'zoals een vliegtuig'.
Tegelijkertijd weet Musk ook dat als hij naar Mars wil, hij eerst geld moet verdienen in een baan om de aarde. Daarom is zijn idee om commerciële lanceringen te starten, de kosten te verlagen door middel van herbruikbaarheidstechnologie van raketten en eerst geld te verdienen met commerciële projecten.
Maar het is niet voldoende om de rakettechnologie onder de knie te krijgen (ook al was de rakettechnologie in het begin nog niet onder de knie), er moet ook satelliettechnologie worden ingezet. Dus in 2005 nam SpaceX SSTL over. SSTL was goed in goedkope kleine satellieten en snelle levering, die precies voldeden aan de behoeften van SpaceX.
In 2006 werd NASA met moeilijkheden geconfronteerd. De crash in Columbia versnelde de pensionering van de space shuttle, en het internationale ruimtestation werd geconfronteerd met de gênante situatie dat niemand goederen afleverde of mensen stuurde. SpaceX maakte van deze gelegenheid gebruik om het COTS (Commercial Orbital Transportation Services Contract) van NASA te verwerven. In hetzelfde jaar begon SpaceX met de ontwikkeling van het Dragon-ruimtevaartuig.
In 2008 was de vierde lancering van Falcon 1 eindelijk succesvol. In hetzelfde jaar ontving SpaceX een commercieel bevoorradingsservicecontract ter waarde van 1,6 miljard dollar van NASA.
Familie Valk
2. Falcon 9 bereikt recycleerbaarheid op het eerste niveau
Dragon werd met succes in een baan om de aarde gebracht en teruggevonden met de eerste vlucht van Falcon 9 in 2010. In 2012 koppelde Dragon met succes aan bij het internationale ruimtestation en keerde terug. Sindsdien is SpaceX echt de hoofdaannemer van NASA geworden.
In 2014 werd Starlink officieel goedgekeurd. Wat is Starlink? We zullen er later over praten. De kern is dat SpaceX gelooft dat dit project het bedrijf op lange termijn cashflow kan opleveren. Uiteraard is het gebaseerd op recycleerbare rakettechnologie. Daarna is dit project tot nu toe inderdaad de belangrijkste bron van cashflow voor SpaceX geworden.
de locatie van Starlink in een baan rond de aarde
In 2015 werd de eerste trap van de Falcon 9-raket na de lancering eindelijk met succes op het land geborgen.
Het belangrijkste verschil tussen Falcon en traditionele raketten is dat de eerste fase herstelbaar is.
Onder de totale kosten van de raket vormen de productiekosten van het raketlichaam een relatief hoog deel, terwijl de brandstofkosten feitelijk niet hoog zijn.
Vanuit structureel oogpunt gebruiken reguliere raketten met vloeibare brandstof over het algemeen een tweetraps voortstuwingsstructuur, die grofweg kan worden onderverdeeld in stroomlijnkappen, tweetraps stuwraketten en eentraps stuwraketten van boven naar beneden. Onder hen vertegenwoordigen de stuwraketten van de eerste trap vaak de hoogste kosten.
Tijdens het lanceringsproces van de raket wordt eerst de boegschroef van de eerste trap ontstoken. Nadat de raket naar een grote hoogte is voortgestuwd, weg van de dichte atmosfeer, scheiden de motoren van de eerste en tweede trap zich en ontsteekt de motor van de tweede trap om het werk over te nemen (de stroomlijnkap is op dat moment ook eraf gevallen), en stuwt uiteindelijk de lading (zoals een satelliet) naar de vooraf bepaalde baan.
Schematisch diagram van het werkingsprincipe van de secundaire voortstuwingsstructuur van de raket
Waarom deze hiërarchische structuur aannemen? Er zijn twee hoofdpunten: ten eerste: de efficiëntie maximaliseren door het gewicht geleidelijk te verminderen. Het weggooien van de boegschroef van de eerste trap kan bijvoorbeeld het gewicht van de raket aanzienlijk verminderen; ten tweede maakt het het mogelijk de motor speciaal te ontwerpen, omdat de geschikte structuur van de motor in een dichte atmosfeer versus een vacuümomgeving anders is. Simpel gezegd: het mondstuk van de motor van de eerste trap moet relatief kort en dik zijn ontworpen, terwijl het mondstuk van de vacuümmotor van de tweede trap een lange klokvorm heeft.
Het verschil tussen de raketmotor op zeeniveau en de vacuümversie
Hieruit kunnen we begrijpen dat het meerdere keren recyclen van de boegschroef van de eerste trap een aanzienlijke kostenbesparing betekent (we zullen de details later berekenen).
3. Ga naar volledige recycleerbaarheid
In 2016 werd de eerste trap van de Falcon 9 met succes geborgen van een onbemand offshore scheepsplatform. Het belang van maritiem herstel is het aanzienlijk verbeteren van de flexibiliteit van het raketherstel, wat vooral geschikt is voor lanceringen in een hoge baan en missies met zware lading.
De eerste trap van de Falcon 9 wordt geborgen van een onbemand scheepsplatform op zee
In 2017 lanceerde SpaceX voor het eerst met succes een satelliet met behulp van een gerecyclede oude raket, en hergebruik van raketten ging de fase van praktische technische toepassing in. In hetzelfde jaar stond SpaceX op de eerste plaats ter wereld wat betreft het aantal commerciële satellietlanceringen.
In 2018 begon de Starhopper-raket, het prototype van de nieuwste raket Starship, met de productie en voerde kleinschalige korteafstandsexperimenten uit.
Starship streeft ernaar volledig herbruikbaar te zijn, dat wil zeggen dat niet alleen de eerste trap, maar ook de tweede trap herbruikbaar moet zijn en tegelijkertijd de draagkracht aanzienlijk moet vergroten. Het doel is om de kosten van lanceringen in een lage baan om de aarde te verlagen tot 100 dollar/kg, wat de kosten van raketlanceringen met nog een orde van grootte kan verlagen.
In 2020 vervoerde het Dragon-ruimtevaartuig twee astronauten naar het internationale ruimtestation, wat de realisatie markeerde van de bemande capaciteit van SpaceX.
In 2021 en daarna zullen het Starship SN-prototype, Starship V1 en Starship V2 doorgaan met het testen. Tot nu toe is de "eetstokje" -vangst van de booster van de eerste trap bereikt en is de verticale landing op zee van de booster van de tweede trap getest.
Momenteel heeft de V3-versie de grondtesten afgerond en zal naar verwachting in maart 2026 zijn eerste vliegtest uitvoeren. De V3-versie richt zich voornamelijk op hersteltechnologie en test orbitaal tanken, wat een belangrijke technische basis is voor verkenning van de diepe ruimte.
Sterrenschip Niveau 1 voert recycling van eetstokjes uit
4. Hoeveel kosten kunnen Falcon 9 en Starship respectievelijk verlagen?
Hier maken we een berekening:
Gezien het gebrek aan openbaar gemaakte nauwkeurige informatie over raketkosten, zijn de bovenstaande berekeningen voornamelijk schattingen en dienen ze alleen ter referentie.
We kunnen zien dat het kostenvoordeel van Falcon voortkomt uit de alomvattende kostenreductie die enerzijds wordt veroorzaakt door de marketing, het zelfonderzoek en de productie van de hele industriële keten, en anderzijds uit het eerstelijns hergebruik. Het kostenverlagende effect van hergebruik op het eerste niveau leidt echter niet tot veranderingen in de kostenomvang. Als Starship in de toekomst volledig herbruikbaar is en er meer hergebruik wordt gerealiseerd, zullen de raketlanceringskosten verder worden verlaagd.
Schematisch diagram van het lancerings- en herstelproces van een volledig herstelde raket
Wat zijn de stroomafwaartse behoeften voor raketlanceringen? Voor SpaceX kan het eenvoudigweg worden onderverdeeld in verschillende categorieën: SpaceX's eigen Starlink, commerciële satellietbestellingen en Amerikaanse overheids- en militaire orders. Dit is het belangrijkste onderdeel van de huidige orders van SpaceX; daarnaast zijn er ook zaken die in de toekomst mogelijk beschikbaar zullen zijn, zoals ruimtecomputerkracht, waarover in de markt veel wordt gesproken.
2. Discussie over de motivaties van SpaceX om naar de beurs te gaan
Hierbij doen we geen panoramische scan van bovengenoemde behoeften, maar willen we een hoofdlijn vinden en helder nadenken over de oorzaken en gevolgen van de zaak.
Het recente nieuws dat SpaceX op het punt staat naar de beurs te gaan, heeft ervoor gezorgd dat de kapitaalmarkt speciale aandacht heeft besteed aan de commerciële lucht- en ruimtevaart.
Dit zal vragen oproepen. Musk heeft al vaker gezegd dat hij niet wil dat SpaceX naar de beurs gaat, omdat het streven van de kapitaalmarkt naar kortetermijnwinsten SpaceX zal dwingen zijn langetermijnmissie op te geven. Deze risico's zijn dus op dit moment niet veranderd, maar Musk wil SpaceX graag openbaar maken, dus de kans is groot dat enkele andere realistische factoren zijn veranderd.
Om dit te begrijpen, is het belangrijkste om te kijken naar wat Musk zelf denkt.
Via enkele recente publieke verklaringen van Musk kunnen we in principe de logica van Musk begrijpen:
1. De grootste verandering komt van het knelpunt op het gebied van rekenkracht
(1) Integratie van technologieën: ruimteverkenning vereist AI
In de toekomstige technologieblauwdruk van Musk kan informatietechnologie, inclusief AI, de menselijke ‘software’-efficiëntie verbeteren, terwijl technologieën zoals humanoïde robots de ‘hardware’-efficiëntie van de materiaalproductie kunnen verbeteren. Hij gelooft dat de twee in de nabije toekomst zullen samensmelten en dan in staat zullen zijn de menselijke beschaving naar een nieuw stadium te tillen.
In het zakelijke landschap van Musk legde hij intelligent rijden uit en richtte zijn aandacht vervolgens op mensachtige robots; aangelegde hersen-computerinterfaces; hij nam deel aan de oprichting van OpenAI en richtte later xAI op; verworven Twitter; en richtte vervolgens SpaceX op op het gebied van de ruimtevaart, enz. Nadat Musk zijn weddenschappen op deze sleutelgebieden heeft gedaan, is zijn belangrijkste doel in de toekomst om te proberen ze te integreren.
De recente aankondiging van SpaceX om te fuseren met xAI weerspiegelt dit soort integratie.
(2) Hoe kunnen we deze integratie begrijpen? Geef een eenvoudig voorbeeld——
Geïnspireerd door sciencefiction is het ambitieuze doel van Musk om van de mens een multi-planetaire soort te maken. Dit concept is geïnspireerd door de Sovjet-astronoom Kardashev, die het concept van "Type I, Type II en Type III beschavingen" voorstelde. Onder hen kan de ‘Type I-beschaving’ de planetaire energie beheersen, en de ‘Type II-beschaving’ de stellaire energie. Cross-planetair overleven betekent dat mensen de mogelijkheid hebben om een ‘Type II-beschaving’ te realiseren (hoewel de ‘Type I-beschaving’ nog niet is gerealiseerd).
Waarom wil Musk dat mensen zo snel mogelijk een interplanetaire soort worden? Hij geloofde dat dit de menselijke beschaving in staat zou stellen zich langer uit te breiden. Het is gemakkelijk te begrijpen. Een beschaving die lange tijd op een planeet vastzit, is uiteraard zeer kwetsbaar. Zodra de aarde met een verwoestende ramp te maken krijgt, zal de menselijke beschaving verdwijnen.
Tegelijkertijd hebben sciencefictionwerken Musk ook een diepe honger naar kennis gegeven. Hij wil de geheimen van het universum ontdekken. Dus als mensen gevangen zitten op een kleine planeet, zal het natuurlijk moeilijker zijn om technologische sprongen te maken, en zal de waarheid van de wereld altijd ver weg blijven.
Dan kunnen we begrijpen waarom Musk zoveel belang hecht aan de verkenning van Mars. Zoals hierboven vermeld, is een van de belangrijkste taken van SpaceX bij de ontwikkeling van Starship het naar Mars gaan. In zijn visie zijn de capaciteiten van Starship nodig om ‘Mars-immigratie’ te realiseren.
Tegelijkertijd is het volgens zijn idee een beter haalbare oplossing om mensachtige robots eerst naar Mars te laten gaan dan mensen rechtstreeks te laten gaan. Natuurlijk moeten dergelijke mensachtige robots over AI-mogelijkheden beschikken.
De "Mars Civilization" die SpaceX wil bouwen
Hierdoor zijn SpaceX, humanoïde robots en AI nauw met elkaar verbonden.
(3) De snelle ontwikkeling van AI en het knelpunt in de stroomvoorziening
Een van de belangrijke veranderingen in de menselijke wereld van de afgelopen jaren is de snelle ontwikkeling van AI-technologie. Uit de bovenstaande beschrijving kunnen we zien hoe belangrijk AI voor Musk is.
Musk heeft bij vele gelegenheden benadrukt dat AI zich snel en buiten zijn verbeelding ontwikkelt, dus hij is vastbesloten om deze AI-oorlog te winnen. Tegelijkertijd is hij er heel duidelijk over dat een van de belangrijkste factoren om te winnen het efficiënter inzetten van computermiddelen is dan zijn concurrenten.
Dan gaat het om de investeringen en bouw van AI-rekenkrachtfaciliteiten in de Verenigde Staten. Dit is niet de focus van de analyse van dit artikel, maar één ding dat je moet weten is:
Momenteel is energie het grootste knelpunt bij de bouw van datacenters in de Verenigde Staten. Huang Renxun en anderen hebben ook vaak gesproken over het huidige energieknelpunt in de Verenigde Staten. Simpel gezegd: rekenkrachtcentra zijn grote verbruikers van elektriciteit, maar de aanleg van transmissienetwerken, distributiefaciliteiten en energieopwekking in de Verenigde Staten loopt ernstig achter en zal op korte termijn moeilijk in te halen zijn.
(4) Daarom zullen degenen die de leiding kunnen nemen bij het doorbreken van het energieknelpunt uiteraard de mogelijkheid hebben om in bochten in te halen.
Toen stelde Musk dit idee voor: datacenters in de ruimte aanleggen. Omdat datacenters in de ruimte energieknelpunten effectief kunnen doorbreken.
De benuttingsefficiëntie van fotovoltaïsche zonne-energie in de ruimte is veel hoger dan die van de aarde. In theorie kan het plaatsen van fotovoltaïsche modules in een geosynchrone baan een continue energieopwekking van 24 uur bereiken. Dienovereenkomstig kan de dagelijkse effectieve energieopwekkingstijd van fotovoltaïsche zonne-energie op de grond minder dan 4 uur bedragen. Tegelijkertijd is in de ruimte, omdat er geen sprake is van atmosferische verzwakking, de beschikbare zonnestralingsintensiteit relatief sterker. En, heel belangrijk, datacentra in de ruimte zullen niet worden beperkt door de aanleg van het Amerikaanse elektriciteitsnet.
Stel je voor dat een groot aantal fotovoltaïsche panelen in de ruimte zou kunnen worden ingezet, zou dit dan een beetje lijken op de denkbeeldige ‘Dyson Sphere’ van de Amerikaanse natuurkundige Freeman Dyson, die zou leiden tot de Kardashev Type II-beschaving?
Foto van Tweeling
SpaceX begint ook snel te handelen. Musk is van plan dat SpaceX in de komende twee tot drie jaar kunstmatige intelligentie-satellieten gaat lanceren. Uit de recente aanvraagdocumenten die SpaceX bij de Amerikaanse FCC heeft ingediend, blijkt dat zij plannen heeft voor een ‘orbitaal datacentersysteem’ dat 1 miljoen satellieten zal bestrijken. Tegelijkertijd zet SpaceX ook krachtig een grootschalige zonne-energie-industrie in, met een productiecapaciteit van 100 GW.
Dit vereist extreem grote kapitaaluitgaven, wat volgens ons de belangrijkste reden is waarom SpaceX zich momenteel haast om geld in te zamelen.
Natuurlijk houden de redenen daar mogelijk niet op.
2. Vanuit de externe omgeving staat SpaceX zelf ook onder grote druk.
(1) Laten we eerst eens kijken naar het Starlink-project: de kapitaaluitgaven blijven groeien
Volgens marktinformatie draagt Starlink ongeveer 50-80% van de inkomsten van SpaceX bij.
De basisinhoud van het Starlink-project is het vertrouwen op een groot aantal satellieten die in een lage baan om de aarde worden ingezet om een mondiaal satellietbreedbandnetwerk tot stand te brengen. De rol van deze Starlink-satellieten is vergelijkbaar met de relaisknooppunten, schakelknooppunten en basisstations van traditionele grondcommunicatienetwerken.
Het voordeel is dat deze niet wordt beperkt door geografische omstandigheden op de grond, en dat deze communicatiedienst overal op aarde kan worden gebruikt, omdat satellieten in een lage baan om de aarde boven elke locatie op de grond kunnen vliegen.
Dit heeft unieke voordelen die terrestrische breedband niet heeft voor afgelegen gebieden waar terrestrische breedband niet algemeen beschikbaar is, schepen die op zee varen en verschillende soorten vliegtuigen.
Dus wat is het verschil tussen Starlink en het traditionele satellietcommunicatiemodel?
Het typische punt is het grote getal. Er zijn duizenden V1-versies en tienduizenden V2-versies. Als de traditionele raketlanceringsmodus wordt gebruikt, zijn de lanceringskosten te hoog en niet economisch. Herbruikbare raketten zoals SpaceX kunnen de lanceringskosten van raketten echter aanzienlijk verlagen, waardoor het bedrijfsmodel van Starlink soepel kan werken.
Afgaande op de realiteit blijft het communicatienetwerk in de Verenigde Staten achter. Aan de ene kant is er een gebrek aan aanleg van infrastructuur in uitgestrekte en dunbevolkte gebieden. Aan de andere kant zijn de kosten van infrastructuur zoals glasvezel en andere communicatiefaciliteiten hoog. Het monopolie van enkele grote operators leidt tot relatief hoge breedbandkosten. Dit is de reden waarom satellietcommunicatienetwerken in de Verenigde Staten waardevoller zijn dan in China.
De rekenkracht van de ruimtevaart is nog ver weg, dus Starlink is momenteel een echte bron van cashflow, en de volwassenheid van Starlink is ook een goedkeuring, die SpaceX zal helpen in de toekomst orders van de Amerikaanse overheid en het leger te verkrijgen.
Hier maken we een berekening:
Momenteel zijn de satellieten die in dienst zijn van het Starlink-project voornamelijk V1-versies (voornamelijk V1.5 en V2 mini). Ze worden geconfronteerd met het probleem van verminderde bandbreedte en slechte ervaring na de toestroom van een groot aantal gebruikers, waardoor de gebruikersgroei wordt afgeremd.
SpaceX zal in de toekomst V2-satellieten lanceren. Afgaande op bovenstaande berekeningen kan V2 de capaciteit van Starlink aanzienlijk vergroten, maar vergt het ook enorme investeringen. Zo kost de V1.5-versie van de satelliet 1,5 miljard dollar, maar kan de V2-versie oplopen tot ruim 60 miljard dollar.
Bovenstaande berekeningen zijn gebaseerd op theoretische aannames, maar de realiteit is dat Starlink in de toekomst met concurrentie te maken zal krijgen en geen dominante positie zal behouden, dus de bovengenoemde winstverwachtingen van V2 kunnen optimistisch zijn.
(2) Vanuit concurrentieperspectief is SpaceX niet zonder concurrentiedruk
De mondiale internetactiviteiten van SpaceX worden uitgedaagd door Bezos, en ook China versnelt de vooruitgang; Tegelijkertijd worden de D2D-activiteiten voor directe mobiele telefoonverbindingen (directe communicatiesatellietverbinding met mobiele telefoons) van het bedrijf uitgedaagd door AST SpaceMobile en anderen.
Zowel spectrumbronnen als orbitale bronnen zijn beperkt, en in het conflict tussen Rusland en Oekraïne heeft Starlink de enorme militaire waarde achter zijn commerciële waarde aangetoond. Daarom houdt de concurrentie om orbitale en spectrumbronnen niet alleen verband met commerciële waarde, maar ook met de nationale veiligheid van verschillende landen. Daarom is de huidige concurrentie om spectrumbronnen en baanbronnen urgent.
In het volgende artikel zullen we de concurrentiepositie van de branche en de lay-out en voortgang van concurrenten bespreken.
(3) De instabiliteit van overheidsorders en potentiële politieke factoren
De samenwerking met NASA is onstabiel: na eerdere conflicten tussen de Amerikaanse president Trump en Musk dreigde Trump de miljarden dollars aan ‘overheidssubsidies en contracten’ van SpaceX te beëindigen en Musk’s benoeming tot NASA-directeur in te trekken. Sindsdien hebben de meerdere mislukte tests van Starship geleid tot vertragingen in het Artemis-programma van NASA, dus heeft de waarnemend beheerder van NASA het maanlandercontract heropend voor concurrenten zoals Blue Origin.
Bovendien wordt SpaceX nog steeds streng gecontroleerd door de FAA en andere regelgevende instanties terwijl het het Starship-project bevordert. Nadat SpaceX naar de beurs is gegaan, kan het zijn verhaal wellicht versterken en ‘too big to fail’ worden, wat ook een van de overwegingen kan zijn.
3. Is ruimtevaartcomputers echt haalbaar?
1. De Verenigde Staten en China hebben vanuit experimenteel perspectief enige vooruitgang geboekt
Momenteel hebben sommige ondernemingen en entiteiten voorlopige regelingen getroffen, die zich feitelijk in de experimentele fase en de fase van technologieverificatie bevinden, voornamelijk in de Verenigde Staten en China:
2. Met welke knelpunten zullen we te maken krijgen als we ruimtevaartcomputerkracht willen verwerven? Er zijn voornamelijk de volgende moeilijkheden:
(1) Probleem met de lanceringskosten
Dit is een probleem waar SpaceX hard aan werkt om het op te lossen.
Volgens berekeningen in het artikel van Google zullen ruimtedatacentra economisch haalbaar zijn als de kosten van raketlanceringen om satellieten naar LEO (lage baan om de aarde) te transporteren worden teruggebracht tot minder dan 200 dollar/kg. Volgens zijn berekeningen bedragen de totale kosten van de Starlink V2-satelliet, als de lanceringskosten minder dan 200 dollar/kg bedragen, de totale kosten van de Starlink V2-satelliet 810-7500 dollar/kW/jaar. Dienovereenkomstig bedragen de energiekosten van het Amerikaanse datacenter op de grond 570-3000 dollar/kW/jaar. De twee zijn qua omvang gelijkwaardig.
(2) Problemen met stralingsbescherming
Er zijn een groot aantal kosmische straling en hoogenergetische deeltjes in de ruimte, die TID-totale dosiseffecten en SEE-effecten op afzonderlijke deeltjes zullen veroorzaken, wat tot gegevensfouten zal leiden.
Als u de bovenstaande problemen wilt oplossen, moet u een antistralingsconfiguratie aan de chip toevoegen, wat de kosten zal verhogen. Bovendien gebruikten satellieten in het verleden, om de impact van straling te verminderen, meestal alleen meer traditionele chipprocessen (hoe groter het proces, hoe minder beïnvloed door straling), en de rekenkracht voldeed verre van aan de vraag. Als geavanceerde proceschips worden gebruikt, moeten deze worden uitgerust met een strikte fouttolerante architectuur, wat de computerefficiëntie zal beïnvloeden.
Vergelijking van prestaties tussen bestaande, door straling geharde processors en volwassen terrestrische COTS
Op de schaduwzijde van het fotovoltaïsche paneel worden chips en koellichamen geplaatst om de impact van zonnestraling te verminderen.
Volgens het Google-artikel gebruikten ze echter hun V6e Trillium cloud-TPU met een AMD-serverhost voor TID-tests. Alleen HBM vertoonde een hogere TID-gevoeligheid en vertoonde stoornissen bij een dosis van 2 krad (Si), maar dit aantal bereikte ook drie keer de vereiste onderste dosislimiet.
Bovendien werkt end-to-end computing altijd.
In de SEEs-test zijn de prestaties van HBM en de computer als geheel vergelijkbaar met die van de TID-test. Kortom, volgens tests kunnen servers die zijn uitgerust met TPU bestand zijn tegen stralingsschokken in de ruimteomgeving.
(3) Probleem met vacuümwarmteafvoer
We weten dat er geen lucht in de ruimte is en kunnen alleen vertrouwen op thermische straling om warmte af te voeren. Deze warmteafvoerefficiëntie is extreem laag. Momenteel is een relatief haalbare oplossing het configureren van een vloeistoflus en een stralingsradiator.
Stralingswarmteputten kunnen door hun grote oppervlak de inefficiëntie van de stralingswarmteafvoer compenseren, maar dit verhoogt de kosten. Tegelijkertijd zijn er veel knelpunten in vloeistofcircuitgerelateerde technologieën die verder moeten worden overwonnen.
Schematisch diagram van thermisch beheersysteem voor ruimtedatacenters
(4) Problemen met de energievoorziening
Hoewel het configureren van fotovoltaïsche zonne-energie in de ruimte in een geosynchrone baan theoretisch 24 uur per dag ononderbroken energieopwekking kan realiseren, en de efficiëntie van de energieopwekking hoger is dan die op de grond, is het erg moeilijk om grootschalige fotovoltaïsche arrays in de ruimte in te zetten, en de fotovoltaïsche modules die in de ruimte nodig zijn, zijn totaal verschillend van die op de grond en moeten zich kunnen aanpassen aan de ruimteomgeving. De huidige reguliere oplossing is het gebruik van GaAs omdat het geschikt is voor omgevingen met hoge temperaturen, vacuüm en sterke straling. In de toekomst kan p-type HJT of perovskiet worden gebruikt, maar de kosten zullen uiteraard nog steeds hoger zijn dan die van gewone fotovoltaïsche grondmodules.
(5) Problemen met gegevensoverdracht
Momenteel kunnen Starlink-satellieten worden uitgerust met laserverbindingen met transmissiesnelheden van 100 Gbps. China promoot ook 100Gbps lasercommunicatieverbindingstechnologie, maar het kan nog steeds niet voldoen aan de bandbreedte die nodig is voor het computercluster (waarvoor mogelijk 10Tbps of zelfs 100Tbps nodig is). Als de laserterminal aanzienlijk wordt vergroot, zullen het gewicht en de kosten van de satelliet toenemen.
Volgens het artikel van Google is het echter mogelijk om met behulp van COTS DWDM-transceivertechnologie een totale bandbreedte van 10 Tbps per link te bereiken, maar deze is niet geschikt voor lange afstanden. Een haalbare oplossing is dus het gebruik van satellieten in dichte formatie (de afstand tussen satellieten is honderden kilometers of minder) om de kosten te verlagen.
Google-paper over de relatie tussen bandbreedte en afstand van het plan om de bandbreedte voor transmissie tussen satellieten te verbeteren
(6) Onderhoudsproblemen in de ruimte
Momenteel bevindt de onderhoudstechnologie voor ruimterobots zich nog in de experimentele fase, dus voor fouten kunnen we er alleen maar op vertrouwen dat satellieten zijn uitgerust met zelfdiagnose- en reparatiemogelijkheden, anders zullen ze regelmatig moeten worden vervangen. Bovendien kunnen rekenkrachtchips, nadat satellieten zijn ingezet, niet worden vervangen zoals op de grond, en kan alleen de hele satelliet worden vervangen, wat de kosten zal verhogen.
Samenvattend kunnen we stellen dat er voor de problemen waarmee we momenteel worden geconfronteerd in principe in theorie oplossingen mogelijk zijn. Als het echter in de praktijk moet worden toegepast, zijn er aan de ene kant veel specifieke technische problemen die moeten worden opgelost. Aan de andere kant is het grootste knelpunt nog steeds het kostenvraagstuk, dat wil zeggen of dit economisch kan worden berekend.
4. Samenvatting
Vanuit een vraagperspectief heeft Starlink een haalbaar winstmodel gerealiseerd voor de commerciële lucht- en ruimtevaart- en satellietindustrieën, en de concurrentie om ruimtevaartbronnen heeft zekerheid gegeven aan de groei van de industrie. Op deze basis is rekenkracht in de ruimtevaart haalbaar, waardoor de commerciële lucht- en ruimtevaart een reële optie wordt in de context van tekorten aan energievoorziening. Daarom handhaven we over het algemeen optimistische verwachtingen voor de groei van de vraag in de sector.
Vanuit het perspectief van deelnemers uit de industrie zijn wij van mening dat SpaceX een haalbare route heeft gekozen voor het recyclebare raketmodel: het aanzienlijk verlagen van de kosten door recycleerbaarheid is haalbaar vanuit een technisch en bedrijfsmodelperspectief.
Enerzijds biedt dit zekerheid op groei voor de sector. Aan de andere kant biedt het ook de kans voor andere bedrijven om dit pad te volgen en snelle vooruitgang te boeken, vertrouwend op hun late-mover-voordelen. In het volgende artikel zullen we ons concentreren op het uitzoeken van de spelers in de sector en het concurrentielandschap.