Perlindungan terhadap radiasi, pendinginan, biaya Berapa banyak tantangan yang harus dilalui untuk mengirim kekuatan komputasi ke luar angkasa?

Pada konferensi industri komputasi luar angkasa 2026 bertema “kekuatan komputasi luar angkasa” pada 3 April, deskripsi sebuah aplikasi “kode ikan” memetakan visi masa depan tentang komputasi luar angkasa yang inklusif dan merata.

Liu Yaoqi, asisten peneliti di Institut Teknologi Komputasi, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, membagikan imajinasi seorang mahasiswa—ada seorang nelayan yang bertanya di aplikasi: “Tuna ada di mana?” Setelah itu, satelit di langit mencari ikan melalui kamera hiperspektral, kecerdasan “otak” menghitungnya, dan akhirnya tautan komunikasi memberikan jawaban, termasuk lokasi, alat tangkap, dan lainnya.

Kisah yang tampak seperti fiksi ilmiah ini berpotensi, seiring “komputasi luar angkasa” bergerak dari konsep menuju penerapan secara rekayasa, semakin cepat menjadi kenyataan.

Di lokasi konferensi, perwakilan dari pemerintah, industri, akademisi, dan penelitian bersama-sama membahas kesulitan serta jalur untuk “membawa daya komputasi ke luar angkasa”. Menurut banyak pelaku industri, saat ini jalur komersialisasi komputasi luar angkasa di dalam negeri menghadapi tantangan beragam seperti teknologi kunci dan biaya ekonomi. Industri juga tengah mencari terobosan melalui inovasi teknologi dan perubahan model.

“Komputasi, komunikasi, termal, energi” tak mudah dilakukan

Apa itu komputasi luar angkasa? Beberapa pelaku industri dan pakar menjelaskan bahwa komputasi luar angkasa adalah bergantung pada teknologi ruang angkasa, dengan men-deploy sistem komputasi, sistem penyimpanan data, serta fasilitas interkoneksi data berkecepatan tinggi di orbit, sehingga membangun infrastruktur informasi ruang yang menyatukan komputasi, penyimpanan, dan pengangkutan.

Dalam model tradisional, satelit perlu mengirim data kembali ke Bumi terlebih dahulu, lalu pusat pemrosesan data di Bumi menguraikannya—itulah “langit menghitung, Bumi menghitung”. Namun dalam sistem komputasi luar angkasa, satelit berubah menjadi “komputer bersayap”, yang memungkinkan pemrosesan data secara real-time di orbit dan pengambilan keputusan mandiri.

Li Jie, wakil kepala Institut Penelitian Komputasi Awan dan Digital di Akademi Riset Komunikasi dan Informasi Tiongkok, menyebut “tiga tahap” perkembangan komputasi luar angkasa: langit menghitung data di langit (天数天算), Bumi menghitung data di Bumi (地数天算), dan perhitungan utama berbasis langit (天基主算). Saat ini, komputasi luar angkasa berada pada tahap eksplorasi “langit menghitung data di langit”, sedang berpindah dari pembuktian konsep menuju fase awal penerapan rekayasa.

Mulai paruh kedua tahun lalu, komputasi luar angkasa mendapat perhatian yang cukup besar. Kepopulerannya yang meledak, di satu sisi didorong oleh gelombang AI yang mengharuskan pemrosesan data dalam jumlah sangat besar dan lonjakan konsumsi daya pusat data di Bumi; di sisi lain juga karena terjadinya terobosan dalam validasi teknologi serta keluarnya berbagai kebijakan dukungan.

Namun, men-deploy daya komputasi ke luar angkasa bukanlah hal yang mudah.

Liu Jingjing, Chief Operating Officer Guoxing Aerospace, saat diwawancarai oleh media seperti First Finance (第一财经) menyatakan bahwa “komputasi, komunikasi, termal, energi” adalah kesulitan yang dihadapi industri dalam pengembangan. Pada sisi komputasi, perlu mengatasi chip komputasi berperforma tinggi yang tahan radiasi dan muatan (payload). Pada sisi komunikasi, harus mewujudkan pembentukan tautan laser antarsatelit/ke Bumi yang berkecepatan tinggi dan stabil. Pada sisi pembuangan panas, perlu menyelesaikan pengumpulan panas dengan kepadatan fluks panas yang sangat tinggi serta teknologi pembuangan panas untuk area yang sangat luas. Pada sisi energi, perlu membangun sistem pembangkit energi baru berskala besar.

Liu Yaoqi menjelaskan secara rinci masalah seperti “chip komputasi tahan radiasi” dan “manajemen termal”. Misalnya, masalah radiasi dapat menyebabkan bit flip akibat single-event upsets dan latch-up akibat single-event latch, yang langsung menghasilkan kesalahan data pada chip. Selain itu, vakum dan perbedaan suhu yang ekstrem dapat menimbulkan kelelahan material, pergeseran performa, dan sebagainya.

Ia juga mengatakan bahwa dalam lingkungan vakum tanpa konveksi udara, metode pendinginan pendingin udara yang sudah biasa sepenuhnya tidak berfungsi. Kini, konsumsi daya satu chip AI berperforma tinggi bisa mencapai ratusan watt; kepadatan fluks panasnya jauh melampaui chip level penerbangan antariksa tradisional. Karena itu, hanya bisa bergantung pada sistem pendingin sirkulasi cair yang strukturnya lebih kompleks, yang juga memunculkan tantangan rekayasa sistemik baru.

“Mulai dari bagaimana panas chip diekstraksi, pilihan bantalan konduksi termal yang lunak atau keras, hingga desain mikro-saluran pada pelat pendingin liquid-cooling, stabilitas jangka panjang fluida pendingin, keandalan pompa sirkulasi—setiap tahap seperti berjalan di atas tipisnya es. Ini adalah masalah ilmiah sistemik yang memerlukan verifikasi eksperimen dalam jumlah besar.” Ia mencontohkan: sebuah proyek komputer di orbit dengan daya komputasi hingga 3P (300 triliun kali per detik), pernah harus berkali-kali disetel kembali ke nol dalam tangki uji di darat selama setahun, akibat gelembung mikro yang nyaris tak terlihat oleh mata.

Liu Yaoqi juga berpendapat bahwa ekosistem aplikasi luar angkasa hampir belum dimulai, sehingga pembangunan ekosistem bidang informasi ruang angkasa sangat mendesak.

Rute pengembangan teknis yang beragam untuk mengejar terobosan

Menghadapi tantangan fisik yang ketat dan prospek pasar yang besar, para penjelajah global menampilkan berbagai rute teknis mulai dari arsitektur sistem, chip, energi, pembuangan panas hingga wahana angkut.

Dari sisi arsitektur sistem, Toward? (向际鹰), kepala ilmuwan ZTE, merangkum tiga jalur utama.

Jalur pertama adalah rute “klaster di luar angkasa” yang dieksplorasi Google. Jalur ini menempatkan beberapa satelit dalam formasi yang sangat dekat dengan jarak ratusan meter, beroperasi pada orbit fajar-senja yang tidak masuk ke bayangan Bumi. Jarak yang sangat dekat memungkinkan tautan antarsatelit menggunakan laser berkecepatan tinggi untuk membentuk jaringan yang mirip dengan jaringan internal pusat data di Bumi, sehingga mendukung pelatihan dan inferensi model AI yang dilakukan langsung di orbit. Skema ini menuntut kontrol formasi yang sangat presisi, sehingga ambang teknologi dan tantangannya tinggi.

Jalur kedua adalah rute “komputasi terdistribusi” yang diwakili oleh “Starlink” milik Musk. Rute ini mengandalkan satelit komunikasi “Starlink” yang jumlahnya puluhan ribu, dengan daya komputasi tiap satelit yang relatif lemah, sehingga tersebar luas. Arsitektur ini cocok untuk tugas inferensi berlatensi rendah, namun sulit menopang pertukaran data dalam jumlah sangat besar dan sinkronisasi parameter yang diperlukan untuk pelatihan AI; bandwidth dan latensi sistem terdistribusi menjadi hambatan.

Jalur ketiga adalah gagasan “pusat superkomputer luar angkasa” yang masih berhenti di atas kertas di Eropa. Konsepnya mirip membangun “stasiun ruang angkasa komputasi”; melalui beberapa kali peluncuran, dirakit di orbit sebuah superkomputer besar dan terpusat.

Dengan mempertimbangkan kondisi nasional dan karakteristik industri, Toward? (向际鹰) menyarankan untuk mengikuti jalur kedua, yaitu rute komputasi terdistribusi. “Ambang masuknya relatif lebih rendah, dan kekurangan kualitas tiap satelit dapat diimbangi melalui keunggulan jumlah satelit yang diluncurkan.”

Dari sisi chip, pelaku industri juga mengusulkan seperti penyesuaian ringan komersial, chip khusus tahan radiasi, serta chip “asli luar angkasa”. Toward? (向际鹰) menyebut bahwa Nvidia dan Google sama-sama mengambil pendekatan berbasis penyesuaian ringan terhadap chip dari Bumi; jalur ini juga berlaku untuk Tiongkok.

Liu Yaoqi turut melontarkan gagasan yang lebih mutakhir: memanfaatkan lingkungan luar angkasa itu sendiri untuk merancang material dan perangkat baru. Mungkin, komputer luar angkasa di masa depan tidak perlu “tahan radiasi”, melainkan “menyerap radiasi”.

Dalam hal pembuangan panas, kontrol termal aktif berkali-kali disebut dalam konferensi. Misalnya, Galactic Aerospace telah memverifikasi sistem pendingin yang digerakkan pompa pada satelit tipe pelat yang diluncurkan pada 2023; sementara Institut Komputasi di Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok tengah fokus mengerjakan masalah rekayasa sistemik seperti desain mikro-saluran fluida dan desain pompa.

Pembangunan ekosistem industri juga masuk ke agenda. Di lokasi konferensi, digelar upacara pendirian dewan khusus “Komite Keahlian Komputasi Luar Angkasa” dari barisan forum industri daya komputasi. Menurut informasi, sebagai platform koordinasi profesional pertama yang ditujukan untuk seluruh negeri di industri ini, komite khusus tersebut menghimpun kekuatan dari akademisi dan pakar, perusahaan terkemuka, lembaga penelitian ilmiah, serta lembaga keuangan yang meliputi seluruh rantai industri. Li Jie menyatakan bahwa pendirian komite khusus akan meningkatkan tingkat koordinasi antara rantai industri daya komputasi dan industri penerbangan ruang angkasa, serta membangun lingkar ekosistem industri dengan integrasi semua elemen.

Bagaimana menghitung pos biaya?

Industri komputasi luar angkasa membutuhkan dukungan dari banyak tahap teknis. Ini juga berarti biaya penempatan komputasi luar angkasa sangat tinggi.

Bagaimana menghitung pos biaya? Song Zhengji, peneliti dari Departemen Desain Umum Kendaraan Antariksa Beijing (Instansi 501 untuk penerbangan luar angkasa), pernah melakukan riset terkait. Ia menguraikan komponen biaya saat daya komputasi masuk ke luar angkasa: biaya peluncuran sekitar 30%-40%, biaya manufaktur satelit sekitar 20%-30%, modifikasi adaptasi terhadap lingkungan ruang (tahan radiasi, pembuangan panas, dan lain-lain) serta chip daya komputasi dan sistem energi masing-masing dengan porsi yang cukup besar. Jika membangun pusat data yang sama sebesar 30 megawatt, total biaya komputasi luar angkasa masih lebih tinggi sekitar satu orde besarnya dibandingkan di Bumi.

Dalam kondisi seperti ini, kapan industri komputasi luar angkasa akan mengalami titik balik? Dan bagaimana mewujudkan siklus bisnis yang tertutup secara komersial?

Menurunkan biaya pengangkutan roket menjadi konsensus di kalangan pelaku industri. Saat berbagi, wakil seperti Blue Arrow Aerospace dan Xingji Rongyao menyinggung upaya mengatasi teknologi pemulihan roket untuk memungkinkan penggunaan ulang roket.

“Jika dapat diwujudkan secara lancar secara industrial, dengan desain roket tahap pertama yang dapat digunakan ulang 20 kali, biaya peluncuran akan turun hingga sekitar 20k yuan per kilogram.” Deputi Manajer Umum Xingji Rongyao Group, Xie Hongjun, juga memperkirakan bahwa jika dari sisi daya angkut dapat menyelesaikan penggunaan ulang dua tahap, maka biaya berbasis darat dan berbasis ruang angkasa dapat disamakan.

Selain biaya angkut, faktor penting yang mendorong perkembangan komputasi luar angkasa juga mencakup produksi massal fotovoltaik perovskite dan penurunan biaya perangkat keras chip komersial.

Titik balik industri tampaknya tidak terlalu jauh. Ada juga lembaga yang memprediksi bahwa pada tahun 2030, ukuran pasar global komputasi luar angkasa akan menembus lebih dari satu triliun dolar AS.

Banyak pelaku industri saat diwawancarai menyatakan bahwa saat ini di berbagai bidang seperti keamanan nasional, ekonomi low-altitude, pemantauan kelautan, dan layanan informasi, semuanya sangat membutuhkan pengembangan komputasi luar angkasa. Di antaranya, skenario aplikasi yang lebih dahulu menjalankan siklus bisnis tertutup secara komersial terutama terkonsentrasi pada bidang yang menuntut real-time sangat tinggi, di mana jaringan darat sulit menjangkau atau biaya terlalu tinggi. Misalnya pengamatan bumi dan penginderaan jauh, termasuk keamanan darurat dan pemantauan lingkungan.

“Dibanding pusat komputasi di Bumi, perbedaan komputasi luar angkasa terletak pada ‘real-time’ dan ‘cakupan’.” Tambah Xie Lina, wakil direktur departemen pusat data di lembaga data cloud (中国信通院云大所). Satelit daya komputasi dapat membentuk jaringan melalui komunikasi laser, sehingga memungkinkan cakupan global yang mulus. Data diproses langsung di orbit, lalu mengirimkan informasi bernilai tinggi kembali, yang dapat mempersingkat waktu respons pada skenario seperti peringatan dini bencana dan pemantauan sumber daya.

Tianyi Space adalah operator konstelasi satelit penginderaan jauh SAR komersial (synthetic aperture radar). Ren Weijia, co-founder dan CTO perusahaan tersebut, berpandangan bahwa daya komputasi akan menentukan babak setengah akhir dari penerbangan ruang angkasa komersial. Dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan terus meningkatkan daya komputasi di satelit; saat ini perusahaan bekerja sama dengan Beihang University untuk meningkatkan daya komputasi hingga sekitar 200 Token. Ini akan membuat layanan penginderaan jauh bergeser dari respons skala “hari” menjadi “jam setengah hari” (亚小时级), dan ke depannya menjadi skala “menit”, sehingga memungkinkan peringatan dini bencana yang efektif.

“Semakin kuat komputasi luar angkasa, batas aplikasi akan semakin melebar; keduanya saat ini sedang membentuk siklus umpan balik yang positif.” Ren Weijia yakin: “Dalam lima tahun ke depan, komputasi luar angkasa akan berubah dari ‘barang mewah’ menjadi standar infrastruktur dasar bagi jaringan persepsi global.”

(Sumber: First Finance)