Mô hình Dự án Suncatcher của Google lên quỹ đạo để thử nghiệm chip AI

Vệ tinh nguyên mẫu đầu tiên cho Dự án Suncatcher, dự án nghiên cứu mang tính đột phá của Google nhằm khám phá liệu không gian có thể chứa cơ sở hạ tầng học máy quy mô lớn hay không, dự kiến sẽ được phóng trên sứ mệnh rideshare Transporter-18 của SpaceX mang theo các Tensor Processing Units (TPU) của công ty, theo một bài đăng ngày 24 tháng 9 năm 2026 trên The Keyword. Được phát triển hợp tác với nhà điều hành vệ tinh Planet, nhiệm vụ ban đầu được thiết kế để thu thập dữ liệu trong quỹ đạo về cách các TPU chịu đựng áp lực vật lý của chuyến bay không gian cũng như các cực đoan bức xạ và nhiệt độ của không gian. Google cho biết sẽ đưa các TPU đầu tiên của mình lên quỹ đạo trong tuần sau khi công bố.

Bản cập nhật này được viết bởi Travis Beals, Giám đốc Cấp cao của Paradigms of Intelligence tại Google, và đi kèm với một loạt video mới trong đó nhóm Dự án Suncatcher thảo luận về những gì họ hy vọng học được và các rào cản kỹ thuật phía trước. Beals mô tả lần phóng đầu tiên này như một bước đi có chủ đích trong một chương trình dài hơn: một cách để xem những gì hoạt động, xác định các điểm thất bại và áp dụng những phát hiện vào các nhiệm vụ tương lai.

Kiểm tra khả năng chịu đựng phần cứng và bức xạ

Một chuyến bay tên lửa lên quỹ đạo Trái Đất thấp kéo dài khoảng 10 phút, trong thời gian này tàu vũ trụ chịu rung động mạnh và tải gia tốc liên tục lên tới 10 lần lực hấp dẫn. Các thành phần riêng lẻ, như chip TPU, có thể chịu lực từ 50 đến 100 g. Để chuẩn bị, nhóm đã thực hiện kiểm tra rung bằng cách lắc mạnh vệ tinh trên ba trục để mô phỏng tần số của một vụ phóng tên lửa. Beals viết rằng những thử nghiệm như thế hiếm khi diễn ra đúng kế hoạch và nhóm đã ngạc nhiên khi phần cứng chịu được lực này.

Bức xạ tạo ra một thách thức riêng khi các chip rời khỏi bầu khí quyển Trái Đất, nơi các sự kiện mặt trời và tia vũ trụ có thể gây hại cho thiết bị điện tử. Nhóm đã thử nghiệm các TPU trong một cơ sở chùm proton tại Phòng thí nghiệm Hạt nhân Crocker của UC Davis trong khi chạy các khối lượng công việc AI, giám sát cách các lỗi như việc lật bit ảnh hưởng đến các khối công việc đó. Google báo cáo rằng kết quả ban đầu cho thấy các TPU Trillium của họ có thể chịu được liều bức xạ ion hoá tổng cộng lớn hơn mức mà chúng sẽ nhận được trong một nhiệm vụ không gian kéo dài năm năm.

Hệ thống làm mát trong không gian chân không

Bài viết mô tả việc làm mát các trung tâm dữ liệu quỹ đạo như một thách thức nghiên cứu quan trọng. Các TPU tạo ra một lượng lớn nhiệt trong một khu vực nhỏ, và nhiệt này phải được tản nhiệt an toàn nếu không các chip sẽ bị quá nhiệt. Trong không gian không có luồng không khí, và trong chân không nhiệt chỉ có thể được tán qua các bộ tản nhiệt, đòi hỏi một cách tiếp cận hoàn toàn khác để làm mát thiết bị điện tử. Beals viết rằng nhóm đang theo đuổi một số phương pháp, bao gồm kết hợp ống dẫn nhiệt và bộ tản nhiệt, và cho đến nay đã thử nghiệm công nghệ này trong một buồng chân không nhiệt mô phỏng cả môi trường nhiệt và chân không của không gian. Chuyến bay quỹ đạo sẽ cho thấy hệ thống làm mát TPU mới hoạt động như thế nào, với các thiết kế được tinh chỉnh khi nhóm học hỏi thêm.

Được công bố vào tháng 11 năm 2025

Google giới thiệu Dự án Suncatcher vào ngày 4 tháng 11 năm 2025, kết hợp thông báo này với một bài báo preprint mô tả cách tiếp cận của họ đối với thiết kế, điều khiển và truyền thông của chòm sao vệ tinh, cùng với những bài học ban đầu từ việc thử nghiệm bức xạ trên các TPU của Google. Công ty cho biết vào thời điểm đó bước tiếp theo sẽ là một nhiệm vụ học tập với Planet để phóng hai vệ tinh nguyên mẫu vào đầu năm 2027.

Planet cho biết trong thông báo của mình rằng họ sẽ xây dựng và vận hành nền tảng không gian tiên tiến cho chương trình và triển khai hai vệ tinh nguyên mẫu cho Google, với mục tiêu phóng vào đầu năm 2027. Nhiệm vụ đó được thiết kế để kiểm tra tính khả thi và hiệu suất của các TPU của Google trong không gian và khả năng hai tàu vũ trụ bay đồng thời với liên lạc chéo băng thông cao. Planet cho biết chương trình này phù hợp với lộ trình phát triển công nghệ cho nhiệm vụ Owl, sử dụng cùng một khung vệ tinh.

Một bài đăng đồng hành của Google Research, cũng có ngày 4 tháng 11 năm 2025, trình bày hệ thống đề xuất: một chòm sao các vệ tinh kết nối mạng có khả năng hoạt động trong quỹ đạo đồng bộ mặt trời bình minh‑hoàng hôn ở Trái Đất thấp, được chọn để tối đa hoá việc thu năng lượng mặt trời và giảm nhu cầu sử dụng pin nặng trên tàu. Google cho biết trong quỹ đạo thích hợp, một tấm pin mặt trời có thể đạt năng suất lên tới tám lần so với trên Trái Đất.

Để cung cấp hiệu năng tương đương với các trung tâm dữ liệu trên mặt đất, cần các liên kết giữa các vệ tinh hỗ trợ hàng chục terabit mỗi giây, các nhà nghiên cứu viết, và mô hình thí nghiệm quy mô bàn của họ đã đạt được truyền tải 800 Gbps mỗi chiều (tổng 1,6 Tbps) bằng một cặp bộ thu phát duy nhất. Các nhà nghiên cứu cũng mô phỏng một chòm sao 81 vệ tinh minh họa ở độ cao cụm trung bình 650 km, với bán kính cụm 1 km và khoảng cách tới vệ tinh lân cận tiếp theo dao động khoảng 100 đến 200 mét. Các mô hình của họ cho thấy chỉ cần các manevuer duy trì vị trí vừa phải để giữ cho chòm sao như vậy ổn định.

Nhóm cũng báo cáo việc thử nghiệm bức xạ của Trillium, v6e Cloud TPU của Google, trong chùm proton 67 MeV. Các hệ thống bộ nhớ High Bandwidth Memory, được mô tả là thành phần nhạy cảm nhất, chỉ bắt đầu xuất hiện bất thường sau khi nhận tổng liều 2 krad(Si), gần ba lần liều dự kiến được bảo vệ cho nhiệm vụ năm năm là 750 rad(Si), và không có lỗi nghiêm trọng nào được quy cho liều ion hoá tổng cộng lên tới liều tối đa đã thử nghiệm là 15 krad(Si) trên một chip duy nhất. Về kinh tế, phân tích của Google về giá lịch sử và dự báo chi phí phóng cho thấy giá có thể giảm xuống dưới 200 USD mỗi kilogram vào giữa thập niên 2030, mức mà, bài viết cho rằng, chi phí phóng và vận hành một trung tâm dữ liệu đặt trên không gian có thể trở nên tương đương gần với chi phí năng lượng đã được báo cáo của một trung tâm dữ liệu trên mặt đất tương đương tính trên mỗi kilowatt‑năm.

Liên kết Laser và Cột mốc 2027

Các thiết kế vệ tinh trong tương lai sẽ mỗi chiếc mang theo hàng chục chip TPU khi quay quanh Trái Đất theo các cụm, và việc duy trì băng thông cần thiết để xử lý khối lượng công việc AI đòi hỏi mỗi vệ tinh phải biết cả vị trí của mình và vị trí tương đối so với các vệ tinh lân cận. Để làm được điều này, các vệ tinh sẽ giao tiếp bằng laser. Beals viết rằng công nghệ này đã tồn tại trong không gian, nhưng hầu hết các hệ thống hiện đại được tối ưu cho băng thông thấp trên khoảng cách lớn, trong khi laser của Project Suncatcher cần hoạt động ở băng thông rất cao trên khoảng cách cực ngắn. Việc duy trì các kết nối đó, ông viết, đòi hỏi độ chính xác định hướng phi thường giữa các vệ tinh đang di chuyển. Google dự định thử nghiệm công việc này vào năm 2027, khi đưa hai vệ tinh lên quỹ đạo.