Data center nello spazio: studi e fattibilità delle “farm orbitali”

Un particolare di un data center. Foto: Panumas Nikhomkhai

Ogni giorno, una parte crescente delle informazioni che utilizziamo nasce lontano dalla superficie terrestre. Immagini satellitari, segnali di navigazione, flussi di telecomunicazione e dati scientifici vengono raccolti in orbita da sensori sempre più sofisticati. Negli ultimi anni, mentre la capacità di questi strumenti è aumentata rapidamente, è emerso un limite strutturale: la difficoltà di riportare a Terra l’intera mole di dati generata. È in questo scarto, più che in una visione futuristica, che si colloca il ritorno di interesse per una domanda rimasta a lungo marginale: ha senso portare parte della capacità di calcolo nello spazio?

Il punto non riguarda lo spostamento integrale delle infrastrutture digitali fuori dall’atmosfera terrestre, ma la possibilità di collocare in orbita funzioni computazionali mirate. In particolare, quelle legate all’elaborazione dei dati satellitari o a carichi di lavoro compatibili con le condizioni operative dello spazio. Una questione che, negli ultimi due anni, ha iniziato a essere affrontata in modo sistematico dalla comunità scientifica e dalle agenzie spaziali.

Il contributo della ricerca scientifica

Un riferimento centrale è il lavoro pubblicato nel 2025 su Nature Electronics, The development of carbon-neutral data centres in space. Lo studio affronta il tema dal punto di vista ingegneristico, analizzando architetture possibili, requisiti energetici e modalità di gestione termica in ambiente orbitale.

Il primo elemento che emerge è la necessità di distinguere tra approcci differenti. Da un lato viene considerata l’elaborazione dei dati direttamente a bordo dei satelliti, in prossimità dei sensori. In questo caso, l’obiettivo è ridurre il volume di informazioni da trasmettere verso Terra, selezionando o interpretando i dati prima del downlink. Dall’altro lato, lo studio prende in esame infrastrutture computazionali più articolate, costituite da nodi interconnessi in orbita, potenzialmente in grado di ospitare carichi di lavoro distribuiti.

Questa distinzione è centrale, perché chiarisce come l’espressione “data center nello spazio” possa indicare soluzioni molto diverse tra loro, con implicazioni tecniche ed economiche altrettanto differenti. Nel lavoro si sottolinea inoltre come l’ambiente spaziale offra condizioni peculiari, a partire dalla disponibilità continua di energia solare e dalla possibilità di dissipare calore attraverso l’irraggiamento verso lo spazio profondo.

Energia e gestione termica

Lo studio evidenzia tuttavia che queste condizioni non eliminano le complessità progettuali. La gestione termica richiede superfici radianti dedicate, con effetti sulla massa, sulla configurazione complessiva dei sistemi e sulla loro affidabilità. Allo stesso tempo, l’elettronica deve operare in un contesto caratterizzato da radiazioni e forti escursioni termiche, che pongono vincoli stringenti sulla scelta dei componenti e sulle architetture possibili.

Per questo motivo, gli autori propongono di valutare i data center orbitanti attraverso analisi di ciclo di vita complete, che includano non solo la fase operativa, ma anche la produzione dell’hardware, il lancio, la manutenzione e il fine vita delle infrastrutture. L’attenzione si sposta così dalla singola prestazione tecnica a una valutazione complessiva della sostenibilità del sistema.

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Uno schema tratto dallo studio ESA

L’approccio dell’Agenzia spaziale europea

Un’impostazione analoga si ritrova negli studi dell’Agenzia spaziale europea, che affrontano il tema in relazione alle esigenze operative delle missioni spaziali. Nei documenti dedicati agli space-based data centres, l’ESA parte da un problema concreto: la crescente difficoltà di trasmettere a Terra, attraverso i canali di downlink disponibili, l’intera mole di dati generata dai satelliti di nuova generazione.

Sensori sempre più avanzati producono flussi informativi che mettono sotto pressione le infrastrutture di comunicazione. In questo contesto, l’elaborazione in orbita viene considerata come una possibile soluzione per selezionare, comprimere o interpretare i dati prima dell’invio a Terra. Gli studi mostrano come, oltre una certa soglia, continuare a scaricare dati grezzi risulti meno efficiente rispetto a un approccio basato sull’elaborazione distribuita nello spazio.

Edge computing orbitale

Il concetto di data center orbitale assume così un significato prevalentemente funzionale, più vicino all’edge computing che a un’ipotetica replica delle infrastrutture terrestri. L’attenzione dell’ESA si concentra su architetture modulari e scalabili, capaci di adattarsi all’evoluzione delle tecnologie di calcolo e di comunicazione. In questa prospettiva, il calcolo in orbita non è concepito come un sistema isolato, ma come un nodo all’interno di un ecosistema più ampio, che integra satelliti, reti spaziali e infrastrutture a Terra.

Le prime applicazioni industriali

Sul fronte industriale, il quadro appare più eterogeneo. Alcune aziende hanno avviato dimostrazioni tecnologiche mirate, mentre altre hanno espresso interesse strategico senza rendere pubblici dettagli tecnici comparabili a quelli della letteratura scientifica o dei documenti delle agenzie.

Axiom Space rappresenta uno dei casi più avanzati sul piano operativo. L’azienda sta sviluppando nodi computazionali orbitanti come dimostratori tecnologici, progettati per testare capacità di elaborazione, archiviazione e trasmissione dati direttamente nello spazio, inizialmente in connessione con la Stazione spaziale internazionale e, in prospettiva, con infrastrutture commerciali autonome.

Questi progetti non puntano a replicare la scala dei grandi data center terrestri, ma a verificare sul campo l’utilità e l’affidabilità del calcolo orbitale in contesti operativi reali. Il passaggio dal concetto all’hardware consente di raccogliere dati empirici su prestazioni, consumi e limiti, elementi essenziali per valutazioni successive.

L’interesse dei grandi operatori privati

Accanto a queste iniziative, operatori come SpaceX e Blue Origin hanno manifestato interesse verso l’integrazione di capacità di calcolo avanzato nelle infrastrutture orbitali, in particolare in relazione alle grandi costellazioni satellitari e all’elaborazione dei dati in tempo quasi reale. Al momento, tuttavia, tali progetti sono noti soprattutto attraverso dichiarazioni e ricostruzioni di stampa qualificata, mentre mancano documenti tecnici pubblici che ne descrivano in modo sistematico architetture, prestazioni e costi.

Un’infrastruttura distribuita

Nel complesso, il quadro che emerge dalla ricerca scientifica, dagli studi delle agenzie spaziali e dalle prime applicazioni industriali è articolato. I data center nello spazio non vengono descritti come una soluzione generale ai limiti energetici e infrastrutturali delle server farm terrestri. Appaiono piuttosto come una risposta selettiva a esigenze specifiche, soprattutto nei casi in cui i dati nascono già in orbita e possono essere elaborati localmente prima della trasmissione verso Terra.

La questione centrale non è quindi lo spostamento del cloud nello spazio, ma la costruzione progressiva di un’infrastruttura computazionale distribuita, in cui Terra e orbita svolgono ruoli complementari. È in questo spazio intermedio, tra ricerca scientifica, studi di fattibilità e dimostrazioni tecnologiche circoscritte, che oggi si colloca il dibattito sui data center orbitali. Un dibattito destinato a evolvere insieme alla quantità di dati che lo spazio continua a produrre e ai limiti, sulla Terra, del consumo energetico per alimentare enormi data center, a maggior ragione con la richiesta enorme di energia per gestire lo dell’Intelligenza artificiale.