{"id":18511,"date":"2026-01-27T09:39:44","date_gmt":"2026-01-27T08:39:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=18511"},"modified":"2026-01-28T08:22:03","modified_gmt":"2026-01-28T07:22:03","slug":"musks-ki-rechenzentren-im-orbit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/01\/27\/musks-ki-rechenzentren-im-orbit\/","title":{"rendered":"Musks KI-Rechenzentren im Orbit"},"content":{"rendered":"
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Bei meinem regelmäßigen Besuch des Space Reviews stieß ich auf diesen Artikel: SpaceX, orbital data centers, and the journey to Mars<\/a>. Ich hatte in meiner Nachlese schon erwähnt das Elon Musk, nachdem er dies lange verschoben hat nun plant SpaceX an die Börse zu bringen<\/a>. Ich meinte aber, das läge am Starship, das kommt ja nicht vorwärts und es kostet die Firma wahrscheinlich viel Geld. Der interessanteste Teil und der Anlass für diesen Artikel ist diese Passage:<\/p>\n

\u201cSatellites with localized AI compute, where just the results are beamed back from low-latency, sun-synchronous orbit, will be the lowest cost way to generate AI bitstreams in <3 years,\u201d … \u201cAnd by far the fastest way to scale within 4 years, because easy sources of electrical power are already hard to find on Earth,\u201d he added. \u201c1 megaton\/year of satellites with 100kW per satellite yields 100GW of AI added per year with no operating or maintenance cost, connecting via high-bandwidth lasers to the Starlink constellation.\u201d<\/p>\n

Weiter unten steht dann noch das Jeff Bezos ähnlich denkt. Also es wird ernsthaft behauptet einen Satelliten mit Zig KI-Karten in den Orbit zu schicken und über Starlink ans Internet anzubinden wäre billiger als ein Rechenzentrum auf der Erde aufzubauen. Das Problem das ist der enorme Strombedarf dieser Karten. Eine H100 SXM4 von Nvidia hat einen Strombedarf von 700 Watt, in einem Rack können Dutzende dieser Karten stecken. Klar gibt es im All mehr Energie pro Quadratmeter Fläche und sie ist auch vorhersehbarer, nicht vom Wetter abhängig, trotzdem hätte ich gemeint das wenn man diese Anlagen an einem Offshore-Windpark (relativ konstanter Wind, genügend Wasser zur Kühlung) oder in Skandinavien die heute schon einen Großteil des Strombedarfs durch Wasserkraft decken baut, dies günstiger wäre. Ideal wäre wohl Island – Strom kann man durch Geothermie erzeugen, die ist immer vorhanden und es gibt genügend kaltes Wasser für die Kühlung.<\/p>\n

Aber man kann ja mal recherchieren und überlegen. Ich gliedere den Beitrag daher mal in drei Teile: Anforderungen , also was muss alles in den Satelliten rein, welche Probleme gibt es, technische Beurteilung und wirtschaftliche Beurteilung. Als Beispiel KI Karte für die Berechnungen und Beurteilung habe ich die Nvidia H100 herausgesucht.<\/p>\n

Anforderungen<\/h4>\n

Musk will natürlich das Starlinknetz nutzen. Das kann man, muss man aber nicht. Bei einer genügend hohen Umlaufbahn (dazu komme ich noch) hat man auch so genügend Bodenstationen, die erreichbar sind – gerne vergessen wird das Starlink ohne Bodenstationen nicht funktioniert und die müssen regional verfügbar sein. Das Starlink eine Zeitverzögerung addiert, halte ich für unproblematisch denn KI-Anwendungen holen ja Daten aus dem ganzen Web und die können durchaus auch auf einem anderen Kontinent liegen. Ich habe kein Ahnung wie viele Daten man so braucht, aber für ein Rack mit 32-64 Karten werden 2-4 Links mit je 400 GBit\/s genannt. Bei 100 kW pro Satellit und 700 Watt pro Karte müssten so etwa 140 H100 im Satelliten stecken, mithin eine Anbindung mit insgesamt 3500 GBit\/s. Die derzeitigen Starlink Mini Satelliten können maximal 100 GBit übertragen<\/a>. Man wird also etliche Satelliten gleichzeitig ansprechen müssen, die sich in einem Orbit befinden und so nicht alle gerade da sind, wo man sie haben will.<\/p>\n

Kühlung: Die GPUs wandeln die 700 Watt Stromaufnahme in 700 Watt Wärme um, die muss abgeführt werden. Das geht auf der Karte erst mal wie bei einem PC über Kühlkörper wobei beim Weltall die Luftkühlung mangels Luft ausscheidet aber eine Flüssigkeitskühlung geht. Wärme kann man im All leicht über Radiatoren abgeben die man auch auf die Schattenseite der solaren Stromversorgung legen kann, dort ist es sehr kalt. Die größten Radiatoren die ich kenne, sind die der ISS<\/a>. Jeder einzelne wiegt 106,7 kg und kann 6 kW\/Orbit Wärme abführen und braucht 275 Watt an Leistung.<\/p>\n

Dann brauchen wir eine Stromversorgung. Es gibt prinzipiell zwei Möglichkeiten: man kann Solarzellen nutzen oder einen thermodynamischen Kreislauf wie den Carnot-Zyklus. So was hat jeder zu Hause: Kühlschränke, Wärmepumpen und Klimaanlagen haben einen solchen oder ähnlichen Zyklus. Ein Kühlmittel nimmt Energie von der Sonne auf, verdampft und vergrößert so sein Volumen. Der entstehende Druck treibt eine Turbine an, die Strom gewinnt, der Energieverlust führt dazu, dass das Kühlmittel sich wieder verflüssigt und es wird erneut eingesetzt. So was wurde für nukleare Reaktoren in den Sechzigern vorgeschlagen, danach wurde es stiller. Man erwog noch den Einsatz bei dem ersten Freedom-Entwurf 1985. Die daraus entstehende ISS nutzt Solarzellen, ich vermute aus zwei Gründen – zum einen wurden Solarzellen deutlich leichter und lieferten mehr Energie pro Fläche und man hat in der Raumfahrt ungern bewegliche Teile wie die Turbine oder als einfachere Konstruktion den Sterling-Motor. Die verschleißen und reparieren kann man nicht. Von der Energieausbeute ist dies auch nicht so attraktiv, typisch ist bei großen Anlagen ein Wirkungsgrad von 33 %, die NASA hat einen Sterling-Motor für RTG entwickelt und der kam auf 25 %. Das ist jetzt nicht viel besser als der Wirkungsgrad von Solarzellen. Anders als bei einem Kraftwerk auf der Erde hat man keinen Fluss, mit dem man das Kühlmittel deutlich abkühlen kann, denn nach der Thermodynamik hängt der Wirkungsgrad von der Starttemperatur, und zwar in Kelvin ab. Da sind Zimmertemperatur aber schon 298 K.<\/p>\n

Solarzellen gibt es im Einsatz auch große Arrays. JUICE<\/a> hat welche mit 85 m\u00b2 Fläche, Galliumarsendizellen mit 26 % Wirkungsgrad, das sind in Erdentfernung etwa 30 kW Spitzenleistung, sie wiegen 350 kg. Europa Clippers Soalrarrays sind mit 571 kg bei 102 m\u00b2 Fläche noch größer, liefern aber etwas weniger Leistung bei Jupiter, was aber auch an der höheren Strahlenbelastung liegen kann. Ein Performance-Parameter ist die Leistung pro Kilogramm Gewicht. Die leichtesten Paneele haben eine Leistung von 85 Watt\/kg, JUICE legt z.B. bei 85,7 Watt\/kg. Die nachträglich installierten ausrollbaren iROSA Paneele der ISS kommen auf 340 kg bei 20 kW Leistung sind mit 58,8 W\/kg also schlechter. Spitzenreiter sind Flexarrays von ATK, die es aber nur als Kreis gibt. Sie werden bei der Orion und Cygnus<\/a> eingesetzt. Diese gefalteten Flexarrays kommen auf 120 bis 150 W\/kg, Verfügbar sind maximal 10 m große Arrays, die etwa 50 kW bei zwei Flügeln liefern. Hier sinkt die Leistung pro Gewicht bei großen Arrays auf 100 W\/kg bei einer Größe von 30 m und 450 kW Leistung ab.<\/p>\n

Dann haben wir noch als Gewichtsfaktor die AI-Karten. Eine Recherche ergab das diese mit Kühlung (die dann wieder an die Serverkühlung abgeschlossen werden muss) 1,2 bis 1,7 kg wiegen. Damit hat man alles zusammen um eine Rechnung zu wagen.<\/p>\n

Eine Berechnung<\/h4>\n

Die KI Karten H100 von Nvidia kosten rund 25.000 Dollar pro Stück, wiegen mit Kühlung 1,5 kg und benötigen 700 Watt an Leistung. Jede einzelne addiert weiteres Gewicht für die Stromversorgung und Kühlung.<\/p>\n

SpaceX könnte nun weltraumqualifizierte Solarzellen nehmen. Sie tun dies bei den Dragons aber nicht, sondern verwenden normale für PV-Anlagen aus chinesischer Produktion. Ich vermute, dass ist auch bei Strlrink so, denn die Solllebensdauer von 5 Jahren ist doch für einen Satelliten recht kurz. Ein Problem ist, dass Solarzellen für irdische Anwendungen im All durch die Strahlung und Beschuss mit Ionen und Atomen innerhalb von 6 Monaten bis zu 20 bis 25 % der Leistung verlieren können. Gerade die monokristallinen Siliziumzellen, aus denen praktisch alle irdischen PV-Anlagen bestehen, nehmen besonders stark ab. Untersuchungen von damit ausgestatteten Cubesats ergaben einen Verlust in 6 Monaten um 12,5 % in 300 km Höhe und 7,8 % in 700 km Höhe. Die bei Satelliten verwendeten GaAs oder Triple Junction Zellen verlieren weitaus weniger stark an Leistung. Der Trend ist aber logarithmisch. Also sinkt die Abnahme danach ab. Zum Glück muss der Satellit wegen der Stromversorgung einen sehr erdentfernsten Orbit einschlagen. Je höher desto geringer die Schädigung. (100 kW Leistung werden benötigt die Sonne liefert 1,35 kW\/m\u00b2, der Wirkungsgrad liegt bei solarthermischer Stromversorgung und Solarzellen bei maximal 25-33 % – daraus kommt man auf eine Fläche von 223-294 m\u00b2, also dreimal mehr als bei JUICE bei einem Fünftel deren Masse)<\/p>\n

Schauen wir uns die kommerziell leichtesten Paneele für irdische Anwendungen an. Bei den leichtgewichtigen Paneelen gibt es verschiedene Technologien. Hier ein Vergleich:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Typ<\/th>\nGewicht pro m\u00b2<\/th>\nEffizienz<\/th>\nKosten pro Watt<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Space Grade<\/td>\n4-5 kg<\/td>\n28 – 33 %<\/td>\n50-150 $<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Normal Monokristallin<\/td>\n10-15 kg<\/td>\n20 – 26 %<\/td>\n0,14 $<\/td>\n<\/tr>\n
Flexpanels<\/td>\n3,2 kg<\/td>\n15 – 20 %<\/td>\n3,2 $<\/td>\n<\/tr>\n
Dünnfilm<\/td>\n0,8 kg<\/td>\n7 %<\/td>\n4,5 $<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Die Normalen Module sind die, die man für ein Balkonkraftwerk einsetzt. Die sind kostengünstig, ein 400 Watt Paneel kostet mittlerweile nur noch 50 Euro, aber schwer. Wenn der ganze Satellit nur aus diesen Paneelen besteht, würden sie maximal 35 kW Leistung liefern. Biegsame Flexpanelle sind erheblich leichter, dafür auch erheblich teurer und Dünnschichtmodule sind noch leichter, nochmals etwas teurer und haben vor allem eine geringere Effizienz – die ist, weil man riesige Flächen braucht, die den Satelliten stark abbremsen von Bedeutung.<\/p>\n

Hier mal eine Tabelle für die 100 KW Leistung des Satelliten. Ich habe außen vor gelassen das die „normalen“ Module auch robuster sind, die Module müssen beim Start ja Vibrationen und Beschleunigungen von 5 g aushalten, das dürfte weitere Masse addieren:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Typ<\/th>\nMasse<\/th>\nFläche<\/th>\nKosten<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
weltraumtaugliche Paneele<\/td>\n833 – 1.178 kg<\/td>\n224 – 264 m\u00b2<\/td>\n5 – 15 Millionen $<\/td>\n<\/tr>\n
Monokristalline Module<\/td>\n2.840 – 5.550 kg<\/td>\n284 – 370 m\u00b2<\/td>\n20.000 $<\/td>\n<\/tr>\n
Fleible Panmeele<\/td>\n1.184 – 1.588 kg<\/td>\n370 – 490 m\u00b2<\/td>\n435.000 $<\/td>\n<\/tr>\n
Dünnfilmmodule<\/td>\n840 kg<\/td>\n1.050 m\u00b2<\/td>\n612.000 $<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Ich komme zu dem Ergebnis, das nur Dünnfilmmodule und die Space Grade Module, die normale Satelliten einsetzen, noch etwas Gewicht für die Nutzlast lassen, denn der Satellit soll ja 1.000 kg wiegen.<\/p>\n

Das ist aber nur die Stromversorgung. Nun kommen noch die Radiatoren auf der Rückseite hinzu. Bei den Daten der ISS-Radiatoren sind dies für 100 kw Abwärme 304 m\u00b2 Fläche, 1.778 kh Gewicht und ein Stromverbrauch von 4,6 kW. Alleine die Radiatoren wären also schon schwerer als der Satellit selbst. Ich denke, es geht auch leichter, so wurden die ISS Solarpanelle ja auch durch neuere leichtere ergänzt, aber da hielt sich der Gewichtsgewinn in Grenzen (28,4 zu 33,6 W\/kg). Ich nehme mal großzügig an, das man die Masse auf die Hälfte, 600 kg drücken kann.<\/p>\n

Zuletzt haben wir die Karten. 100 kW Leistung haben sie nicht, 4,6 kW gehen ja für die Kühlung ab, ich rechne mit 90 kW, weil wir auch noch Subsysteme des Satelliten und vor allem die Laserübertragung. (Laser haben eine sehr geringe Effizienz). Bei 90 kW kann man 128 Karten verbauen die im Mittel 1,5 kg wiegen, zusammen also 192 kg. Zuletzt brauchen wir ein Gehäuse, Treibstoff, Triebwerke, Kommunikationseinrichtungen, dafür rechne ich mal 300 kg<\/p>\n

Im günstigsten Fall haben wir also:<\/p>\n