Resistencia a la radiación, disipación de calor, costo. ¿Cuántas barreras hay que superar para llevar la potencia de cálculo al espacio?

El 3 de abril de 2026, en la Conferencia sobre la Industria de la Computación Espacial, el sector de la computación espacial “de la industria al espacio” mostró, a partir de la descripción de una app de “pes code”, la visión de hacer realidad la computación espacial “para todos”.

La subinvestigadora Liu Yaoqi del Instituto de Tecnología de Computación de la Academia China de Ciencias compartió la fantasía de un estudiante: —hay pescadores que preguntan en la app— “¿Dónde está el atún?”. Después, los satélites del cielo localizan al pez mediante cámaras hiperespectrales, el “cerebro” inteligente hace los cálculos y, por último, el enlace de comunicación entrega respuestas que incluyen la ubicación, los aparejos de pesca, etc.

Este escenario que parece ciencia ficción tiene la posibilidad de acelerarse para convertirse en realidad a medida que la “computación espacial” pase de la idea a la ingeniería.

En el evento, representantes de gobierno, industria, academia e investigación debatieron en conjunto las dificultades y la ruta para “enviar la capacidad de cómputo al espacio”. Según varias personas del sector, en la actualidad el camino hacia la comercialización de la computación espacial en China enfrenta múltiples desafíos, como tecnología clave y costos económicos; la industria también busca romper el estancamiento mediante la innovación tecnológica y el cambio de modelo.

“cómputo, comunicación, térmica y energía” no es tan fácil

¿Qué es la computación espacial? Varios actores del sector y expertos señalaron que la computación espacial consiste en apoyarse en tecnologías espaciales para, mediante el despliegue en órbita de sistemas de cómputo, sistemas de almacenamiento de datos e instalaciones de interconexión de datos de alta velocidad, construir infraestructuras de información espacial que integren capacidad de cómputo, capacidad de almacenamiento y capacidad de transporte.

En el modelo tradicional, los satélites primero necesitan enviar los datos de vuelta a la Tierra y, después, los centros de procesamiento de datos en tierra los analizan; es decir, “cielo calcula, tierra calcula”. En cambio, en el sistema de computación espacial, el satélite se convierte en una “computadora con alas”, capaz de realizar procesamiento en tiempo real de datos en órbita y tomar decisiones de forma autónoma.

Li Jie, subdirectora del Instituto de Computación en la Nube y Digitalización de la Academia China de Investigación en Comunicaciones y Tecnologías de la Información, mencionó el “triple estadio” del desarrollo de la computación espacial: computar desde el cielo, computar desde la tierra, y cómputo principal en base espacial. Actualmente, la computación espacial se encuentra en la etapa de explorar “computar desde el cielo” y está pasando de la validación de concepto a la fase temprana de ingeniería.

Desde la segunda mitad del año pasado, la computación espacial ha recibido mucha atención. Su explosión se debe, por un lado, a la ola de la IA que impulsa el procesamiento de enormes cantidades de datos y al aumento de consumo energético de los centros de datos en tierra; por otro lado, también se relaciona con avances en la validación tecnológica y con el lanzamiento de múltiples políticas de apoyo.

Sin embargo, desplegar la capacidad de cómputo en el espacio no es tarea fácil.

Liu Jingjing, directora de operaciones de Guoxing Aerospace, al conceder entrevistas a medios como First Financial Daily, afirmó que “cómputo, comunicación, térmica y energía” son los puntos difíciles a los que se enfrenta el desarrollo de la industria. En cuanto al cómputo, hay que superar chips informáticos de alto rendimiento y resistentes a la radiación en el paquete y cargas útiles; en comunicación, lograr enlazado láser de interconexión entre satélites/entre satélite y tierra con alta velocidad y estabilidad; en térmica, resolver la recolección de calor con densidad de flujo térmico extremadamente alta y tecnologías de disipación para áreas muy grandes; y en energía, es necesario construir sistemas de suministro de energía novedosos a gran escala.

Liu Yaoqi explicó con detalle problemas como “chips informáticos resistentes a la radiación” y “gestión térmica”. Por ejemplo, el problema de la radiación puede causar inversión de bits de partícula única y bloqueo de partícula única, provocando directamente errores de datos en el chip. Además, el vacío y las diferencias extremas de temperatura pueden causar fatiga del material y deriva del rendimiento.

Mencionó que, en el entorno de vacío donde no hay convección del aire, los métodos habituales de disipación por enfriamiento por aire fallan por completo. Hoy en día, el consumo de energía de un chip AI de alto rendimiento puede llegar a varios cientos de vatios; su densidad de flujo térmico supera con creces la de chips tradicionales del nivel de ingeniería espacial. Solo puede depender de una disipación por circulación de líquidos con una estructura más compleja, lo que también trae nuevos desafíos de ingeniería sistémica.

“Desde cómo sacar el calor del chip, pasando por la elección flexible o rígida de las almohadillas de conducción térmica, hasta el diseño de microcanales de la placa de enfriamiento por refrigeración líquida, la estabilidad a largo plazo del fluido refrigerante y la fiabilidad de las bombas de circulación: cada eslabón es como caminar sobre hielo fino. Es un problema científico sistémico que requiere una gran cantidad de validaciones experimentales.” Lo ilustró con un ejemplo: un proyecto de computadora en órbita con capacidad de cómputo de hasta 3P (mil billones de operaciones), que por una burbuja diminuta casi imperceptible tuvo que reiniciarse repetidamente a cero en el tanque de pruebas en tierra, tardando un año entero.

Liu Yaoqi también considera que el ecosistema de aplicaciones en el espacio prácticamente aún no ha comenzado y que la construcción del ecosistema del sector de información espacial es urgente.

Acometer con rutas técnicas diversificadas

Frente a los retos físicos estrictos y al enorme potencial de mercado, exploradores de todo el mundo han mostrado rutas tecnológicas diversas, desde arquitectura de sistemas, chips, energía, disipación térmica hasta lanzadores.

En arquitectura de sistemas, el científico jefe de ZTE, Xiang Jiying, resumió tres rutas principales.

La primera es la ruta de “conglomerado en el espacio” explorada por Google. Esta consiste en colocar varias docenas de satélites en una formación extremadamente cercana a escala de cientos de metros, operando en órbitas de amanecer y crepúsculo que no entran en la sombra de la Tierra. La distancia extremadamente cercana permite que entre satélites se construya, mediante láseres de alta velocidad, una red similar a la que existe en centros de datos en tierra, apoyando así el entrenamiento y la inferencia de modelos de IA directamente en órbita. Esta propuesta exige requisitos extremadamente altos para el control de formación ultrafina, y el umbral tecnológico es alto.

La segunda es la ruta de “computación distribuida” representada por la “Starlink” de Musk. Esta ruta se apoya en decenas de miles de satélites de comunicaciones de Starlink con capacidad de cómputo relativamente débil por satélite, distribuidos ampliamente. Esta arquitectura es adecuada para tareas de inferencia de baja latencia, pero le resulta difícil sostener el intercambio masivo de datos y la sincronización de parámetros que requiere el entrenamiento de IA; el ancho de banda y la latencia de los sistemas distribuidos se convierten en cuellos de botella.

La tercera es la idea de “centro de supercomputación en el espacio” que Europa solo mantiene en papel. Su concepto es similar a construir una “estación espacial de cómputo”, ensamblando en órbita, mediante múltiples lanzamientos, un enorme supercomputador centralizado.

Combinando las condiciones nacionales y las características industriales, Xiang Jiying sugiere seguir la segunda ruta, la de computación distribuida. “El umbral de entrada es relativamente más bajo, y también se puede compensar la falta de calidad de cada satélite aprovechando la ventaja de lanzar más satélites.”

En cuanto a chips, personas del sector proponen, entre otras, personalización ligera comercial, chips dedicados resistentes a la radiación y chips “nativos” para el espacio. Xiang Jiying mencionó que Nvidia y Google han adoptado personalización ligera basada en chips terrestres; esta ruta también es aplicable a China.

Liu Yaoqi también planteó un concepto más avanzado: se podría aprovechar el propio entorno espacial para diseñar nuevos materiales y dispositivos. Tal vez en el futuro las computadoras en el espacio no deberían “resistir la radiación”, sino “absorber la radiación”.

En disipación térmica, el control térmico activo se mencionó varias veces en la conferencia. Por ejemplo, Galaxy Aerospace ya validó un sistema de disipación impulsado por bombas en un satélite tipo placa que lanzó en 2023; el Instituto de Computación de la Academia China de Ciencias está abordando problemas de ingeniería sistémica como el diseño de microcanales y el diseño de bombas.

La construcción del ecosistema industrial también se ha puesto en la agenda. En el lugar del evento se celebró la ceremonia de constitución del “Comité Profesional de Computación Espacial” de la zona de “plataforma del desarrollo industrial de la computación de potencia” (capacidad de cómputo espacial). Según se informó, como la primera plataforma de cooperación profesional orientada a todo el país, el comité reúne fuerzas de la cadena industrial como academias y expertos, empresas líderes, institutos de investigación y entidades financieras. Li Jie afirmó que la creación del comité incrementará el grado de coordinación entre la computación de capacidad y la cadena industrial aeroespacial, y construirá un ecosistema industrial de integración de todos los factores.

¿Cómo se calculan las cuentas de costos?

La industria de la computación espacial necesita múltiples eslabones tecnológicos para desarrollarse. Esto también significa que el costo de despliegue de la computación espacial es elevado.

Entonces, ¿cómo se calculan las cuentas de costos? Song Zhengji, investigador del Departamento de Diseño General de Vehículos Espaciales de Beijing (Instituto Aeroespacial 501), realizó una investigación relacionada y desglosó los componentes del costo de llevar la capacidad de cómputo al espacio: el costo de transporte representa aproximadamente 30%-40%, el costo de fabricación de satélites alrededor de 20%-30%, y la adaptación al entorno espacial (resistencia a la radiación, disipación térmica, etc.) y el costo de los chips de computación y los sistemas de energía abarcan una proporción considerable cada uno. Si se construye igualmente un centro de datos de 30 megavatios, el costo total de la computación espacial todavía supera en alrededor de un orden de magnitud al de tierra.

En ese caso, ¿cuándo la industria de la computación espacial llegará a un punto de inflexión? ¿Y cómo se logrará un cierre comercial?

Reducir el costo de transporte de cohetes se ha convertido en un consenso entre personas del sector. Durante sus presentaciones, representantes como Blue Arrow Aerospace y Xingji Honor mencionaron la necesidad de superar la tecnología de recuperación de cohetes para lograr el uso repetido del cohete.

“Si se logra implementarlo con éxito a escala industrial, con el diseño de que el primer cohete se pueda reutilizar 20 veces, el costo de lanzamiento se reducirá a aproximadamente 2 decenas de miles de yuanes por kilogramo.” El subdirector general del Grupo Xingji Honor, Xie Hongjun, también estimó que si desde el lado de la capacidad de transporte se solucionan la reutilización en dos etapas, o se puede equilibrar el costo de la infraestructura terrestre y el de la infraestructura basada en el espacio.

Además del costo de transporte, factores como la producción en masa de energía solar fotovoltaica de perovskita (capa delgada de perovskita), y la reducción del costo de hardware de chips comerciales también son factores importantes para impulsar el desarrollo de la computación espacial.

El punto de inflexión de la industria parece no estar tan lejos. También hay instituciones que predicen que para 2030 el tamaño del mercado global de computación espacial superará los mil millones de dólares.

Varias personas del sector, al ser entrevistadas, señalaron que actualmente en campos como la seguridad nacional, la economía de baja altitud, la monitorización de océanos y los servicios de información, existe una necesidad urgente de desarrollar computación espacial. Entre los casos de uso que primero hacen funcionar un cierre comercial, se concentran principalmente en áreas donde los requisitos de tiempo real son extremadamente altos, donde las redes terrestres no pueden cubrir o el costo es demasiado alto. Por ejemplo, en observación de la Tierra y teledetección, incluyendo seguridad de emergencia y monitorización ambiental.

“En comparación con los centros de cómputo en tierra, la diferencia de la computación espacial está en la ‘inmediatez’ y la ‘cobertura’.” Shen Lina, subdirectora del departamento de centros de datos del Instituto de Nube de la Academia China de Comunicaciones y Tecnologías de la Información, añadió que los satélites de cómputo pueden crear redes mediante comunicación láser, logrando una cobertura global sin fisuras, procesando los datos directamente en órbita y transmitiendo información de alto valor. Esto puede reducir el tiempo de procesamiento de escenarios como la alerta temprana ante desastres y la monitorización de recursos.

Tianyi Space es un operador de constelaciones satelitales comerciales SAR (radar de apertura sintética). Su cofundador y CTO, Ren Weijia, cree que la computación definirá la segunda mitad de la aviación espacial comercial. En los últimos años, la empresa ha seguido elevando la capacidad de cómputo en el satélite y actualmente está colaborando con la Universidad Beihang para aumentarla hasta alrededor de 200 Tokens. Esto hará que el servicio de teledetección pase de una respuesta a escala de días en el pasado a una escala de horas y, en el futuro, a una escala de minutos, logrando así una alerta temprana efectiva ante desastres.

“Cuanto más potente sea la computación espacial, más se ampliarán los límites de las aplicaciones y, ambas cosas, hoy en día, están formando un ciclo de retroalimentación positiva.” Ren Weijia cree: “En los próximos cinco años, la computación espacial pasará de ser un ‘lujo’ a convertirse en un estándar de infraestructura base para una red global de percepción.”

（Fuente: First Financial Daily）