Tương lai hạ tầng số của nhân loại

(Ảnh: Getty Images)

Bước thử nghiệm lịch sử từ quỹ đạo Trái Đất - Mặt Trăng

Ngày 26/2/2025, tên lửa Falcon 9 của SpaceX đã đưa tàu đổ bộ Athena của công ty Intuitive Machines rời Trái Đất, hướng tới Mặt Trăng trong một sứ mệnh kéo dài khoảng 3 tuần. Đáng chú ý, trên tàu có một "trung tâm dữ liệu siêu nhỏ" nặng chỉ 1kg, dung lượng 8 terabyte, thuộc sở hữu của công ty Mỹ Lonestar Data Holdings. Đây là một nhiệm vụ thử nghiệm nhằm kiểm tra khả năng vận hành trung tâm dữ liệu trong môi trường không gian và trên bề mặt Mặt Trăng.

Thiết bị tải trọng chức năng mang tên Freedom Data Center của Lonestar đã hoàn thành hàng loạt bài kiểm tra quan trọng khi di chuyển hơn 300.000 km trong không gian cận Trái Đất - Mặt Trăng, bao gồm lưu trữ dữ liệu, mã hóa - giải mã, xác thực, xử lý biên và duy trì hoạt động ổn định trước điều kiện khắc nghiệt của môi trường vũ trụ. Đây được xem là cột mốc lịch sử trong nỗ lực xây dựng trung tâm dữ liệu thương mại đầu tiên ngoài Trái Đất.

Thực tế cho thấy, hạ tầng dữ liệu trên Trái Đất đang đối mặt với hàng loạt nguy cơ: cáp quang biển thường xuyên bị đứt, động đất, bão lũ, cháy rừng ngày càng khốc liệt do biến đổi khí hậu, xung đột vũ trang và các cuộc tấn công mạng có chủ đích. Trong khi đó, Mặt Trăng - gần như không có khí quyển, không thời tiết, không thiên tai - lại là một môi trường ổn định và dễ dự đoán hơn rất nhiều.

Bên cạnh yếu tố an toàn vật lý, chủ quyền dữ liệu là lý do then chốt khiến nhiều quốc gia quan tâm. Hiện nay, hơn 100 quốc gia ban hành các đạo luật yêu cầu dữ liệu nhạy cảm phải được lưu trữ và xử lý trong lãnh thổ quốc gia. Điều này gây khó khăn lớn cho các nhà cung cấp trung tâm dữ liệu toàn cầu.

Tuy nhiên, theo Hiệp ước Không gian năm 1967 của Liên hợp quốc, không gian vũ trụ và Mặt Trăng không thuộc chủ quyền của bất kỳ quốc gia nào. Điều này tạo ra một "khoảng trống pháp lý" đặc biệt, cho phép một trung tâm dữ liệu trên Mặt Trăng có thể lưu trữ các hộp đen dữ liệu tuân theo luật pháp của nhiều quốc gia khác nhau cùng lúc.

Vì sao Mặt Trăng lại trở thành "điểm đến" của dữ liệu?

Trong sứ mệnh thử nghiệm của Lonestar, dữ liệu của bang Florida (Mỹ) và chính quyền đảo Man (Anh) đã được đưa lên không gian, cho thấy trung tâm dữ liệu ngoài Trái Đất đang được nhìn nhận như một lớp hạ tầng chiến lược mới cho an ninh dữ liệu quốc gia. Ngoài yếu tố an ninh, các chuyên gia cho rằng Mặt Trăng còn mang lại lợi thế kỹ thuật độc đáo, vượt trội. Một số khu vực gần các cực Mặt Trăng luôn nằm trong bóng tối, với nhiệt độ có thể xuống tới -173°C. Trong môi trường lạnh tự nhiên này, trung tâm dữ liệu gần như không cần tiêu tốn năng lượng cho việc làm mát - một trong những khoản chi lớn nhất của các trung tâm dữ liệu trên Trái Đất.

Ngoài ra, các khu vực lạnh này lại nằm gần những vành miệng hố luôn được Mặt trời chiếu sáng, cho phép khai thác năng lượng Mặt trời liên tục, không bị gián đoạn bởi mây hay chu kỳ ngày - đêm như trên Trái Đất. Về lý thuyết, trung tâm dữ liệu trên Mặt Trăng có thể vận hành hoàn toàn bằng năng lượng tái tạo, với lượng phát thải carbon gần như bằng 0 trong quá trình sử dụng.

Dù tiềm năng lớn, trung tâm dữ liệu trên Mặt Trăng vẫn đối mặt với nhiều thách thức nghiêm trọng. Trước hết là độ trễ truyền dữ liệu. Khoảng cách Trái Đất - Mặt Trăng khiến độ trễ một chiều vào khoảng 1,4 giây, không phù hợp với các ứng dụng thời gian thực như giao dịch tài chính tốc độ cao, trò chơi trực tuyến hay điều khiển phương tiện tự hành.

Thứ hai là khả năng bảo trì và sửa chữa. Trong khi các trung tâm dữ liệu trên Trái Đất cần đội ngũ kỹ sư túc trực 24/7, việc xử lý sự cố trên Mặt Trăng sẽ phức tạp và tốn kém hơn rất nhiều. Điều này đòi hỏi mức độ tự động hóa cao, thiết kế dự phòng lớn và thử nghiệm kỹ lưỡng trước khi triển khai.

Ngoài ra, vấn đề an ninh mạng, bức xạ vũ trụ, rác không gian, thời tiết không gian và chi phí phóng tên lửa cũng là những rào cản đáng kể. Một số chuyên gia hoài nghi cho rằng, xét về kinh tế, trong nhiều thập kỷ tới, các giải pháp trên Trái Đất vẫn rẻ và hiệu quả hơn.

Lộ trình cho trung tâm dữ liệu ngoài Trái Đất

Bất chấp những tranh cãi, lộ trình phát triển trung tâm dữ liệu ngoài Trái Đất đang dần hình thành. Theo kế hoạch, Lonestar sẽ triển khai các trung tâm dữ liệu tại các điểm Lagrange L4 và L5 của hệ Trái Đất - Mặt Trăng, sau đó là trong các ống dung nham trên Mặt Trăng - nơi nhiệt độ ổn định quanh mức -20°C.

Công ty này đã ký hợp đồng trị giá 120 triệu USD để xây dựng 6 vệ tinh lưu trữ dữ liệu, với vệ tinh đầu tiên dung lượng 15 petabyte dự kiến hoạt động từ năm 2027. Bên cạnh đó, châu Âu với dự án ASCEND, Trung Quốc, và các start-up tại Trung Đông, Mỹ cũng đang đẩy mạnh thử nghiệm điện toán và lưu trữ dữ liệu trong không gian.

Dù nhiều tiềm năng nhưng trung tâm dữ liệu trên Mặt Trăng vẫn chưa thể thay thế hạ tầng dữ liệu mặt đất trong tương lai gần. Tuy nhiên, với sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây và nhu cầu lưu trữ dữ liệu an toàn, bền vững, nhiều chuyên gia cho rằng đây sẽ là lớp hạ tầng bổ sung chiến lược, phục vụ dữ liệu quan trọng, dự phòng thảm họa và các sứ mệnh không gian trong tương lai.