Die Ingenieure von Google haben diese Woche einen ungewöhnlichen Befehl in die Umlaufbahn geschickt. Sie baten die künstliche Intelligenz an Bord ihres Testsatelliten, ein Haiku darüber zu schreiben, wie es ist, im Weltraum zu sein. Der Satellit antwortete mit drei Versen und schickte sie zurück zur Erde. Hinter der harmlosen Spielerei steckt jedoch ein ernsthafter Versuch. Google will herausfinden, ob sich große Rechenzentren für künstliche Intelligenz eines Tages direkt im Weltraum betreiben ließen.
Satellit mit KI-Chips
Der Satellit gehört zum Forschungsprojekt Suncatcher, mit dem Google untersucht, wie Rechenzentren in der Umlaufbahn aussehen könnten. Er gelangte Anfang Oktober mit einer Falcon-9-Rakete von SpaceX ins All, zusammen mit mehr als hundert weiteren Raumfahrzeugen und Satelliten. Gebaut wurde er von Planet Labs.
An Bord befinden sich vier TPU-Chips. Dabei handelt es sich um Prozessoren, die Google speziell für künstliche Intelligenz selbst entwickelt. Während ein herkömmlicher Computerprozessor alles von Textverarbeitung bis hin zu Spielen bewältigt, ist eine TPU auf eine einzige Aufgabe ausgelegt: die enorme Menge an Berechnungen, die KI-Modelle für ihre Arbeit benötigen. Genau diese Chips treiben einen großen Teil der Google-Dienste auf der Erde an.
Der Satellit erzeugt ungefähr ein Kilowatt Strom. Für derart leistungsstarke Chips ist das nicht viel, weshalb die Ingenieure immer nur einen der vier Prozessoren einschalten und etwa zwanzig Minuten lang laufen lassen können. Danach reicht die Energie nicht mehr aus. Das erschwert auch die Kommunikation mit der Erde, die bei Satelliten ohnehin anspruchsvoll ist, da sich der Satellit nur für begrenzte Zeit über der Bodenstation befindet.
Blaue Kugel und Sternenlicht
Nach dem Start folgten etwa drei Wochen mit Tests. Die Techniker überprüften nach und nach die einzelnen Systeme des Satelliten und stellten sicher, dass alles planmäßig funktionierte. Erst danach kam die künstliche Intelligenz an die Reihe.
Auf den Satelliten hatten sie vorab das Modell Gemma 4 von Google DeepMind geladen. Es handelt sich um ein offenes Modell, das Google also auch anderen Entwicklern frei zur Verfügung stellt. Während eines Zeitfensters, in dem der Satellit mit der Bodenstation verbunden war, schickten ihm die Ingenieure die erste Aufgabe. Die englische Antwort besagte frei übersetzt, dass unter ihm eine blaue Kugel liege, Daten in stiller Anmut strömten und Sternenlicht seinen Kern nähre.
Große Dichtkunst ist das nicht, und TechCrunch konnte sich die Bemerkung nicht verkneifen, ob Google nicht besser einen echten Dichter nach oben geschickt hätte. Das Modell musste noch einige weitere humorvolle Reime zum Thema Weltraum verfassen. Wichtiger war jedoch ein anderer Test. Die Ingenieure fragten den Satelliten nach den Bedingungen, unter denen er in der Umlaufbahn arbeitet, und er übermittelte ihnen Daten zu seinem Zustand. Ein Google-Sprecher bestätigte, dass der Satellit problemlos funktioniert.
Der gesamte Versuch zeigte somit, dass der Satellit einen Befehl von der Erde empfangen, ihn aus eigener Kraft an Bord verarbeiten und das Ergebnis zurückschicken kann. Genau das wird ein Rechenzentrum im Weltraum eines Tages in großem Maßstab tun.
Weltraumstrahlung und ihre Auswirkungen auf den Speicher
Nun beginnt der anspruchsvollere Teil der Tests. Google will herausfinden, wie seine Chips starke Temperaturschwankungen und insbesondere kosmische Strahlung vertragen.
Im Weltraum bewegen sich ständig hochenergetische Teilchen, vor denen uns auf der Erde die Atmosphäre und das Magnetfeld schützen. Wenn ein solches Teilchen auf einen Chip trifft, kann es im Computerspeicher eine Eins in eine Null umwandeln oder umgekehrt. Fachleute nennen dies einen Bit Flip beziehungsweise eine Bitumkehr. Das Tückische daran ist, dass ein solcher Fehler häufig nicht einmal von den üblichen Kontrollwerkzeugen erkannt wird. Der Computer arbeitet dann möglicherweise mit beschädigten Daten weiter, ohne dass es jemand bemerkt.
Google hat seine Chips bereits zuvor in Teilchenbeschleunigern auf der Erde getestet, in denen sich die Strahlung künstlich nachbilden lässt. Die Ergebnisse deuteten auf einen wesentlichen Unterschied hin. Bei künstlicher Intelligenz unterscheidet man zwei Arten von Arbeit. Die erste ist das Training, bei dem das Modell erst lernt und über Tage oder Wochen hinweg enorme Datenmengen verarbeitet. Die zweite ist die sogenannte Inferenz, also der Moment, in dem ein fertiges Modell Anfragen beantwortet, beispielsweise wenn man einem Chatbot eine Frage stellt. Labortests zeigten, dass die Strahlung der Inferenz kaum schadet, während sie beim Training Probleme verursachen könnte. Das leuchtet ein, denn ein einzelner Fehler beim Lernen kann sich unbemerkt auf das gesamte Modell auswirken. Nun wird Google diese Annahmen im echten Weltraum und nicht nur in einer Simulation überprüfen.
Per Laser verbundene Satelliten
Wenn sich die Chips bewähren, wird Google im Jahr 2027 zwei weitere Satelliten starten. Diese sollen bereits mehr Energie erzeugen und vor allem mithilfe von Licht Daten untereinander austauschen können, also über eine direkte optische Verbindung zwischen den Satelliten.
Hier unterscheidet sich Google von den anderen. Das Konzept sieht einen Schwarm von Satelliten vor, die eng beieinander fliegen und dank ihrer schnellen Verbindung die Arbeit untereinander aufteilen, als wären sie ein einziger großer Computer. Ähnlich funktionieren auch Rechenzentren auf der Erde, in denen Tausende Chips gemeinsam an einer Aufgabe arbeiten. SpaceX plant zwar ebenfalls Laser-Verbindungen für seine Rechenzentren im Weltraum, doch seine Satelliten sollen in zu großer Entfernung voneinander kreisen, um Berechnungen effizient untereinander aufteilen zu können. Unternehmen wie Starcloud oder Cowboy Space wiederum wollen, dass jeder Satellit Anfragen an die künstliche Intelligenz eigenständig verarbeitet.
Ohne Starship wird es nicht gehen
Damit aus dem Versuch ein echtes Rechenzentrum im Weltraum wird, muss eine enorme Menge an Technik kostengünstig in die Umlaufbahn gebracht werden. Google und SpaceX setzen deshalb auf Starship, die riesige Rakete von Elon Musk, die sich noch in der Entwicklung befindet. Sie muss vollständig und schnell wiederverwendbar werden, sonst lohnt sich die gesamte Idee finanziell nicht.
Die Forscher des Projekts Suncatcher veröffentlichten im Oktober dieses Jahres eine wissenschaftlich begutachtete Analyse. Darin berechneten sie, dass Starship ungefähr 1800-mal fliegen müsste, damit SpaceX durch die gesammelte Erfahrung eine ähnliche Kostensenkung erzielt wie bei seinen früheren Raketen. Google betrachtet sein Projekt deshalb als langfristiges Experiment. Die Infrastruktur wird so konzipiert, dass sie sich erst in den 2030er-Jahren rechnet.
Die Projekte von Google und SpaceX sind auch finanziell miteinander verbunden. Alphabet, die Muttergesellschaft von Google, hält einen bedeutenden Anteil an SpaceX. Ob Google jedoch die nötige Geduld für solche langfristigen Projekte aufbringen wird, könnte davon abhängen, wie erfolgreich das Unternehmen bereits jetzt mit künstlicher Intelligenz ist. Die Alphabet-Aktie fiel diese Woche deutlich, nachdem das Unternehmen eingeräumt hatte, dass die Integration von KI in die Suche das Wachstum der Werbeeinnahmen bremst.
Quelle: interestingengineering.com
