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邁向星際文明的第一步:月球重工與軌道算力雲

更新 發佈閱讀 6 分鐘

AI發展到現在,我們正面臨結構性矛盾:AI 的算力需求呈指數成長,但地球對於其能源需求承載力已逐漸達極限。

當「 AI 算力需求每 6-10 個月翻倍」,我們未來十年多可能要新增 TW 級別的能源來供應 AI ;然而地球的電網負荷、土地資源以及熱排放極限將成為 AI 進化的硬性枷鎖。

為了突破這能源困境,必須將眼光投向外太空,建立一套以「月球 ISRU」為生產端、「軌道太陽能」為能源端、以及「軌道數據中心」為運算端的全新架構。

這也是 Elon Musk 最近一直講的卡爾達肖夫II型文明 (Kard ashev scale)

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👉AI 算力的能源與散熱極限

目前全球 AI 基建的用電負載已相當於一個中型國家 (~ 57 GW),大約是台灣用電負載的 1.8倍.

國際能源總署預計 2035 年AI 算力用電將成長為目前的 3~5倍,約 0.15~0.23TW,這相當於全日本的用電負載.

若是用「算力需求每 6-10 個月翻倍」的激進假設,大約在2035 - 2040 年 就會到 1 TW 級別的 AI 算力.(目前全球用電負載約 3.3TW)

然而,地球能負載的能源跟散熱有限,在地表運作 1 TW 級別的算力中心,相當於建立數百座大型核電廠的熱排放點,這將對局部氣候與生態將造成毀滅性壓力。

另外地面電網跟電廠的擴張速度跟不上 AI 算力需求的成長速度。每座巨型 AI 資料中心都面臨土地爭議、電力不足、水資源短缺與碳排限制。

太空提供了天然的替代方案: 軌道太陽能具備 24 小時不間斷、無雲層遮擋的高能量密度,而真空環境則提供了軌道算力中心近乎無上限的輻射散熱環境。

👉月球 ISRU:太空重工業的母工廠

要實現TW量級的大規模的軌道基建(軌道太陽能+算力中心),完全依賴從地球發射材料會是很沒效率也很難達成的。

月球因其低重力(僅地球的 1/6)與豐富天然資源,成為建立「軌道基建的重工業基地」的最佳選擇。

  1. 就地資源利用 (月球ISRU) 的基礎: 月壤中含有 40% 的氧、20% 的矽以及豐富的鋁、鐵、鈦。這些礦產資源是製造太陽能薄膜、大型 truss 結構件以及兆瓦級的散熱片的完美原料;月球也擁有極其豐富的氦-3(Helium-3),這被視為核融合最理想的「終極能源」.
  2. 機器人與無人工廠的指數擴張: 月球 ISRU 的核心門檻在於「自動化」。譬如像是利用 Tesla 擅長的工業機器人技術,月球工廠應該能實現「自我複製」。從第一批由 Starship 運送的種子設備跟機器人,接下來就是建立採礦、冶煉等無人工廠,還有能做太陽能薄膜、大型 truss 結構件及機器人結構件等的無人工廠,加上從地球送晶片跟精密機械等關鍵零組件過去就能在月球就有機會實現機器人的自我複製,工業產能將呈指數成長。
  3. 透過電磁脈衝發射系統將設備發射到軌道上:因為月球無空氣阻力、重力小等,用超長的電磁脈衝加速軌道能將軌道太陽能跟軌道算力中心等設備發射到L1跟GEO軌道.

👉SBSP 與 L1 軌道:TW級的能源母港

有了月球工廠的製造能力,我們便能在地日拉格朗日點 (L1) 建設規模空前的軌道太陽能陣列.

恆星級能源: L1 軌道幾乎太陽永照、無地球遮蔽,發電效率是地表的數倍,。一旦建立起萬平方公里級的太陽能陣列,將能產出數百 TW 的電力,這已達到卡爾達肖夫II型文明的量級。

能量傳輸: 透過微波或雷射能量傳輸,L1 的能量可以精準供給月球工廠運作,或回傳至 GEO(地球同步軌道) 的 AI 算力中心。

氣候調節器: 這些L1太陽能軌道結構足夠巨大的時候,也許能當「太陽遮蔽板」來微調入射地球的太陽能量,使溫室效應與氣候都成為人類可控的工程變數,減少天災、增加農業生產、改變嚴酷環境的地貌等都是有可能的.

👉軌道算力中心:人類文明的新大腦

SpaceX 提出的百萬顆衛星「太陽能軌道數據中心」計畫(Phase A)應該會是這條路線的第一步。

當能源與製造能夠在月球能指數擴張後,軌道太陽能陣列應該會移往空間更大的L1軌道上,軌道算力中心應該會持續在 GEO地球同步軌道上(考量通訊延遲、輻射屏蔽等).

地球只負責「使用 AI」,不再承擔算力運作帶來的巨大能源與散熱負荷。

結語:

從Elon Musk 角度來看,「月球ISRU + 軌道太陽能算力中心」根本是結合了 Tesla + SpaceX + xAI 的所有技能樹點滿的綜合大禮包.

當然短期來看,矽谷其他CSP巨頭們應該更傾向「數據中心 + 核能一體化」,像是「重啟」已退役或將退役的核電廠並將其轉化為 AI 算力中心的專屬發電站,或是加碼投資 SMR (小型模組化反應爐)的商業化布屬等.

但若以 TW 或數百 TW這量級來看,Elon Musk 提供了很瘋狂但又充滿想像力的提案.

不知道大家怎麼想呢?


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《無時效備份沙龍》
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混合工程術語與都市情感,有種「我知道這些也許沒用,但還是想保存下來」的情緒。
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