Nhận định của Elon Musk tại Diễn đàn Kinh tế Thế giới diễn ra ở Davos, Thụy Sĩ, vào đầu năm nay cho thấy sự lạc quan về các trung tâm dữ liệu ngoài không gian.
Phát biểu này được đưa ra trong bối cảnh các trung tâm dữ liệu khổng lồ phục vụ nhu cầu phát triển bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) ngày càng gây mất thiện cảm do tiêu thụ quá nhiều năng lượng và tài nguyên nước trên Trái đất.
Về mặt lý thuyết, việc đưa các trung tâm dữ liệu vào không gian có thể giải quyết những lo ngại về mức tiêu thụ điện, nước cũng như việc chiếm dụng đất đai. Các chòm vệ tinh sẽ sử dụng năng lượng Mặt trời và tận dụng môi trường lạnh tự nhiên của không gian để làm mát thay vì dùng nước như ở trên Trái đất.
Áp lực cử tri phản đối các trung tâm dữ liệu mặt đất
Một số cộng đồng tại Mỹ đã bắt đầu phản đối các trung tâm dữ liệu có thể tiêu thụ điện và nước của họ. Trong ảnh: Người dân TP Tucson, bang Arizona, tụ họp vào ngày 4/8/2025 để phản đối việc xây dựng một cơ sở của Amazon Web Services tại đây. Nguồn: Getty
Đối với một số người, giải pháp này cần được triển khai càng sớm càng tốt. Các trung tâm dữ liệu trên Trái đất đã gây tác động đến môi trường tới mức các cộng đồng đang bắt đầu có những hành động phản đối. Ví dụ, mới đây, hội đồng quản lý của một thị trấn ở bang Michigan, Mỹ, đã bỏ phiếu áp dụng lệnh tạm ngừng cấp nước cho các trung tâm dữ liệu siêu lớn trong một năm để thị trấn có thể nghiên cứu tác động của một cơ sở dự kiến được xây dựng tại đây.
Tạo thêm áp lực là kế hoạch mang tên "Cam kết Bảo vệ Người đóng thuế" do chính quyền của ông Trump đưa ra vào tháng Ba. Các công ty AI như Google, OpenAI và xAI đã ký cam kết, theo đó họ sẽ tự xây dựng hạ tầng điện hoặc tự chi trả toàn bộ chi phí điện - bao gồm cả chi phí mở rộng hệ thống - mà các trung tâm dữ liệu của họ cần, nhằm tránh việc người dân Mỹ phải gánh chi phí.
Dù đây là một thỏa thuận không mang tính ràng buộc, việc triển khai nó ngay trước cuộc bầu cử giữa nhiệm kỳ của Mỹ vào tháng 11 cho thấy Tổng thống Trump coi trung tâm dữ liệu là một vấn đề chính trị có thể tác động đến lựa chọn của cử tri.
Bùng nổ những kế hoạch tham vọng
Trước áp lực phản đối các trung tâm dữ liệu mặt đất, các công ty vừa miệt mài thiết kế vệ tinh, vừa vận động hành lang để xin cấp giấy phép phóng, nhằm hiện thực hóa tham vọng trung tâm dữ liệu ngoài không gian.
Chỉ vài tháng qua, các công ty SpaceX, Google và Blue Origin đồng loạt công bố kế hoạch phóng những đội vệ tinh lớn, hay còn gọi là chòm vệ tinh, lên quỹ đạo Trái đất tầm thấp (ở độ cao khoảng 160 km đến 2.000 km so với bề mặt). Mạng lưới vệ tinh này sẽ hoạt động tương tự cách các máy tính kết nối với nhau bên trong các trung tâm dữ liệu dưới mặt đất – nơi xử lý, lưu trữ và truyền tải dữ liệu ở quy mô lớn.
Mạng lưới vệ tinh với các trung tâm dữ liệu ngoài không gian sẽ hoạt động tương tự cách các máy tính kết nối với nhau bên trong các trung tâm dữ liệu dưới mặt đất. Ảnh: Poniaktimes
Những thảo luận xoay quanh việc đưa trung tâm dữ liệu lên quỹ đạo không phải là điều mới mẻ. Tháng 9/2024, các kỹ sư tại công ty công nghệ vũ trụ Starcloud, Redmond, Washington, Mỹ, công bố một báo cáo cho rằng các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo là phương án "khả thi, mang lại lợi ích kinh tế và cần thiết để khai thác tiềm năng của AI".
Tháng 11/2025, gã khổng lồ công nghệ Google cũng công bố dự án Suncatcher với kế hoạch "sẽ có ngày mở rộng năng lực tính toán phục vụ học máy trong không gian".
"Nhưng đến tháng Một năm nay, mọi thứ đã bùng nổ trong lĩnh vực này," Kathleen Curlee, nhà nghiên cứu kinh tế vũ trụ tại Đại học Georgetown, Mỹ, cho biết. Đó là khi công ty hàng không vũ trụ và công nghệ SpaceX của tỷ phú Elon Musk công bố kế hoạch phóng một triệu vệ tinh để tạo thành một trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo - một con số đáng kinh ngạc so với khoảng 15.000 vệ tinh đang hoạt động ở quỹ đạo Trái đất tầm thấp. Elon Musk đã sáp nhập SpaceX với startup xAI nhằm hiện thực hóa mục tiêu này.
Không chịu thua kém, Tập đoàn Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASC) cũng gia nhập cuộc đua gần như cùng thời điểm, và sau đó công ty công nghệ vũ trụ Blue Origin (Mỹ) của tỷ phú Jeff Bezos nộp đơn xin cấp phép cho chòm vệ tinh riêng của mình.
Thách thức và hệ lụy
Thách thức lớn nhất hiện nay nằm ở chi phí vận hành và hiệu quả kinh tế. Theo các tính toán, việc xây một trung tâm dữ liệu công suất 1GW và vận hành nó trong 5 năm trên Trái đất sẽ tiêu tốn khoảng 15,9 tỷ USD, trong khi chi phí cho một hệ thống tương đương ngoài không gian lên tới 51,1 tỷ USD. Tuy nhiên, các chuyên gia tin rằng những tiến bộ công nghệ sẽ sớm thu hẹp khoảng cách này.
Thứ nhất, khác với vệ tinh internet Starlink cần hệ thống ăng-ten mảng pha (phased-array) đắt tiền để liên lạc với mặt đất và phải luôn có hướng ổn định, vệ tinh AI chỉ cần kết nối với các vệ tinh lân cận thông qua tín hiệu laser. Nhờ đó, các vệ tinh này có thể giảm bớt khối lượng cho các hệ thống phụ và dành nhiều "kg" hơn cho hệ thống tính toán (chip, phần cứng, nguồn điện hỗ trợ...)
Các kỹ sư dự báo công suất riêng (hay hiệu suất năng lượng theo trọng lượng) có thể tăng từ 37W/kg hiện nay lên 70W/kg hoặc thậm chí 150W/kg. Đồng thời, việc loại bỏ các bộ phận liên lạc đắt tiền giúp chi phí chế tạo vệ tinh giảm xuống dưới mức 5 USD/watt.
Liên quan đến chi phí phóng, nếu tên lửa Starship của SpaceX vận hành ổn định và có khả năng tái sử dụng hoàn toàn, chi phí phóng mỗi kilogram hàng hóa sẽ giảm từ hàng nghìn USD xuống chỉ còn khoảng 100-200 USD. Khi đó, chi phí thiết lập và vận hành của mỗi trung tâm dữ liệu 1GW trên quỹ đạo trong vòng 5 năm sẽ giảm xuống còn 12,1 tỷ USD, rẻ hơn trung tâm dữ liệu trên mặt đất. Tóm lại, ý tưởng trên có thể không điên rồ như vẻ ngoài của nó.
Để những dự án này thành công, các kỹ sư cũng cần vượt qua nhiều rào cản kỹ thuật. Thứ nhất là đảm bảo các linh kiện điện tử của vệ tinh được làm mát đúng cách. Mặc dù không gian lạnh hơn Trái đất rất nhiều, nhưng đó là môi trường chân không, nơi lượng nhiệt khổng lồ do chip AI tỏa ra sẽ không dễ dàng tự tản.
Chúng ta đã có các công nghệ làm mát thiết bị trong không gian, chẳng hạn bộ tản nhiệt trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Tuy nhiên, những hệ thống này quá nặng (kéo theo chi phí phóng quá cao) không phù hợp với các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo, Igor Bargatin, kỹ sư cơ khí tại Đại học Pennsylvania, Philadelphia, Mỹ, nhận định.
Để khắc phục, công ty Starcloud dự định phóng vệ tinh thử nghiệm Starcloud-2 trong năm nay nhằm đánh giá thiết kế tản nhiệt có thể xếp gọn và mở rộng ra khi hoạt động. Philip Johnston, Giám đốc của Starcloud, khẳng định đây sẽ là "hệ thống tản nhiệt thương mại lớn nhất không gian", chỉ đứng sau hệ thống trên Trạm Vũ trụ Quốc tế, nhưng có khả năng tản nhiệt trên mỗi kilogram cao gấp mười lần.
Một trở ngại khác là tác động của bức xạ vũ trụ khắc nghiệt lên các chip AI. Ken Mai, nhà khoa học hệ thống tại Đại học Carnegie Mellon, Mỹ, giải thích rằng khi các proton và hạt năng lượng cao khác tạo nên bức xạ vũ trụ va chạm với chip, chúng có thể đảo ngược một bit nhị phân từ 0 thành 1, hoặc ngược lại, gây sai lệch dữ liệu lưu trữ. Dù vậy, trong một báo cáo vào năm ngoái, nhóm nghiên cứu tại Google cho biết dòng chip Trillium của họ vẫn hoạt động ổn định dưới tác động bức xạ của một chùm hạt proton. Tuy nhiên, theo Bargatin, vẫn chưa xác định chính xác mức bức xạ tối đa mà các con chip có thể chịu đựng.
Ngoài ra, "Nếu số lượng vệ tinh trên quỹ đạo Trái đất tầm thấp tăng lên gấp hàng trăm lần, điều đó chắc chắn sẽ là một thách thức lớn từ góc độ quản lý giao thông vũ trụ," Bargatin cho biết. Ông đặc biệt nhắc đến một hiện tượng gọi là hiệu ứng Kessler. Theo đó, khi quỹ đạo tầm thấp trở nên quá đông đúc, số vụ va chạm sẽ tăng lên theo cấp số nhân, tạo ra ngày càng nhiều mảnh vỡ và đến lượt mình, những mảnh vỡ này có thể va chạm và phá hủy vệ tinh. Tình trạng đó có thể khiến một số vùng quỹ đạo không còn sử dụng được.
Quá tải vệ tinh trên quỹ đạo còn là mối lo đối với các nhà thiên văn học. Ví dụ, nếu kế hoạch của SpaceX trở thành hiện thực, mỗi hình ảnh do hệ thống kính thiên văn Rất Lớn (Very Large Telescope) tại Chile chụp sẽ mất khoảng 10% dữ liệu bị hỏng, bị nhiễu, theo Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia ở London.
Hai năm hay 20 năm?
Một số công ty đã bắt đầu đưa các mô hình AI vào không gian. Công ty Starcloud (Mỹ) đang vận hành trợ lý AI Gemini của Google trên một trong các vệ tinh của họ, trong khi công ty hàng không vũ trụ Adaspace của Trung Quốc đã triển khai mười mô hình AI trên quỹ đạo.
Các cơ quan quản lý cũng đang hành động khẩn trương. Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ (FCC), đơn vị giám sát vệ tinh, đã chấp nhận đề xuất phóng vệ tinh của SpaceX và mở cổng tiếp nhận ý kiến đóng góp từ công chúng chỉ vài ngày sau đó, dù cơ quan này chưa cấp phép.
Đến cuối tháng Ba, Elon Musk đã tiết lộ một số chi tiết kỹ thuật về trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo của SpaceX, bao gồm hình minh họa vệ tinh AI Sat Mini sẽ được sử dụng trong chòm vệ tinh, đi kèm với một bộ tản nhiệt lớn để giúp làm mát hệ thống, theo Space News.
Tuy nhiên, trái với nhận định lạc quan từ Elon Musk, hãng thông tấn Reuters hai tuần trước cho biết chính công ty SpaceX tỏ ra thận trọng hơn nhiều. Trong một hồ sơ nộp trước đợt chào bán cổ phiếu lần đầu ra công chúng (IPO) được mong đợi, công ty cho biết sáng kiến đặt hạ tầng tính toán AI trên quỹ đạo của họ dựa trên "những công nghệ chưa được chứng minh" và "có thể không khả thi về mặt thương mại hóa".
Một số nhà nghiên cứu cho rằng nếu các trung tâm dữ ngoài không gian trở thành hiện thực thì kịch bản lạc quan nhất cũng phải mất khoảng 5 năm. Curlee dự đoán sẽ cần nhiều năm hơn để các trung tâm dữ liệu trở nên phổ biến trong không gian như trên Trái đất. "Tôi không nghĩ điều đó sẽ xảy ra trong ít nhất 10 năm nữa – có lẽ phải chờ tới 15 hoặc 20 năm", bà nhận định.
Quốc Hùng tổng hợp
---
Tài liệu tham khảo:
AI data hubs in space: when will they take flight? Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-026-01370-6
Data centres in space: less crazy than you think. Economist. https://www.economist.com/science-and-technology/2026/03/02/data-centres-in-space-less-crazy-than-you-think
Exclusive: SpaceX says unproven AI space data centers may not be commercially viable, filing shows. Reuters.
https://www.reuters.com/world/spacex-says-unproven-ai-space-data-centers-may-not-be-commercially-viable-filing-2026-04-21