Googleが、AIの普及に伴って増え続ける電力・冷却需要への長期的な解決策として研究する宇宙データセンター構想「Project Suncatcher」で、初の軌道上実証衛星を打ち上げる。
2026年9月24日、Google ResearchでParadigms of Intelligenceを率いるシニアディレクターのTravis Beals氏が公式ブログで明らかにした。衛星コンステレーションの運用経験を持つ米Planet Labs（Planet）と共同開発したプロトタイプ衛星を、来週予定されているSpaceXの「Transporter-18」ライドシェアミッションで軌道へ投入する。
今回の目的は、Google独自のAIアクセラレータ「TPU（Tensor Processing Unit）」が宇宙環境でも正常に動作するかを確かめることだ。これまで理論計算や地上での加速器試験、熱真空試験を中心に進めてきた宇宙データセンター構想が、実際の軌道上でハードウェアを検証する段階へ進む。
地上より多くの太陽エネルギーを得るDawn-dusk軌道
生成AIの大規模化に伴い、学習や推論に必要な計算量は急増している。それを支える地上のデータセンターでは、送電網の容量、敷地の確保、冷却設備や水の消費などが新たな制約になりつつある。
Googleは地上でも、Fervo Energyとの地熱発電やKairos Powerとの小型モジュール炉など、新しい電源の確保を進めている。一方、太陽光発電には夜間や天候、大気による減衰という地上特有の制約がある。
Project Suncatcherが着目するのは、大気圏外で得られる太陽エネルギーだ。
構想では、高度約650kmの「Dawn-dusk（夜明け・夕暮れ）太陽同期軌道（SSO）」を利用する。この種の軌道では、衛星の軌道面が地球の昼夜の境界付近を通るため、長時間にわたって太陽光を受け続けられる。
Googleの試算では、高度約650kmのDawn-dusk太陽同期軌道では、大気による減衰や地上の昼夜サイクルの影響が小さく、地上の太陽光発電設備と比べて単位面積あたり最大8倍の太陽エネルギーを利用できる可能性があるという。
日照を長時間確保できれば、地上の太陽光発電設備のように夜間を補うための大規模な蓄電設備への依存も減らせる。衛星に搭載するバッテリーを小さくできれば、打ち上げ質量やコストを抑えられる可能性もある。
打ち上げの振動と宇宙放射線にTPUは耐えられるか
一方、宇宙は半導体にとって厳しい環境だ。
まず越えなければならないのが、ロケット打ち上げ時の加速度と振動である。衛星が低軌道へ到達するまでの間、機体には大きな加速度がかかり、搭載された電子部品には短時間の強い衝撃や振動も加わる。
Googleのエンジニアリングチームは、打ち上げ時に想定される振動を再現し、3軸方向から衛星を加振する地上試験を実施した。目的は、TPUを含むハードウェアが打ち上げ時の機械的な負荷に耐えられるかを確認することだ。
さらに問題になるのが、宇宙放射線である。
太陽活動や銀河宇宙線に由来する高エネルギー粒子が半導体へ入射すると、メモリの値が反転するSEU（Single Event Upset）や、長期間の放射線照射によって素子特性が劣化するTID（Total Ionizing Dose）などが起こる可能性がある。
Googleはカリフォルニア大学デービス校（UC Davis）のCrocker Nuclear Laboratoryにある陽子線加速器を使い、第6世代TPU「Trillium（Cloud TPU v6e）」へ67MeVの陽子ビームを照射しながらAIワークロードを実行する試験を行った。
その結果、放射線の影響を受けやすいHBM（高帯域幅メモリ）を含むシステムでも、累積線量2 krad(Si)まではエラーや動作不良を起こさず計算を継続できたという。
Googleが想定する低軌道衛星では、適切なシールドを施した場合、5年間のミッションで受ける累積線量は約750 rad(Si)と見積もられている。地上試験では、その想定値を上回る放射線を受けても正常動作を続けたことになる。
さらに累積15 krad(Si)まで照射を続けても、回復不能な恒久故障は確認されなかったとしている。
ただし、これは加速器を使った地上試験の結果だ。実際の軌道上では、放射線の種類や入射条件、長期間の温度変化など複数の要因が重なる。今回の衛星では、そうした実環境でTPUが安定して動作するかを確かめることになる。
宇宙ではどうやってTPUの熱を逃がすのか
TPUが宇宙で壊れずに動くとしても、もう一つ大きな問題がある。排熱だ。
地上のデータセンターでは、ファンによる空冷や液冷設備などを使って、サーバーが発生した熱を外部へ移動させる。
一方、宇宙空間には熱を運ぶ空気がほとんどないため、地上のような対流による冷却は使えない。
衛星内部では熱伝導やヒートパイプを使ってTPUから熱を移動させ、最終的にはラジエーターから赤外線として宇宙空間へ放射する必要がある。
Googleは、熱伝導性の高いヒートパイプを使ってTPUから発生した熱を衛星外周部へ運び、太陽からの直接的な熱入力を避けたラジエーターから宇宙空間へ放熱する設計を検討している。
これまでは地上の熱真空（TVAC）チャンバーを使って宇宙に近い環境を再現し、冷却性能を試験してきた。
今回の軌道上実証では、こうした熱設計が実際の宇宙環境でも想定通りに機能するかが重要な検証項目になる。
100〜200m間隔で衛星を並べる理由
将来、宇宙空間で多数のTPUを一つの計算基盤として使うには、衛星間通信も大きな課題になる。
現在の大規模なAIモデルでは、多数のプロセッサを低遅延・高帯域のネットワークで接続し、データを頻繁にやり取りしながら学習や推論を行う。
Googleは、宇宙で同様の接続を実現する手段として、自由空間光通信（FSO）にDWDM（高密度波長分割多重）や空間多重を組み合わせる方式を研究している。
地上で行った実験では、一組の光トランシーバーを使い、双方向で1.6Tbps、片方向では800Gbpsの伝送を実現したという。
ただし、光通信では距離が伸びるほど受信できる光の量が減り、テラビット級の高速通信を維持するのが難しくなる。
そのためProject Suncatcherでは、将来的に81機の衛星を半径約1kmの範囲へ集め、隣接する衛星同士を100〜200m程度の距離に保つ構想を検討している。
これは一般的な衛星コンステレーションと比べても非常に近い距離だ。
高度約650kmを高速で周回しながら、複数の衛星が100〜200m程度の間隔を維持するには、高精度な軌道制御が必要になる。
地球の重力場は完全な球対称ではなく、高度650kmでもわずかな大気抵抗がある。こうした摂動によって衛星同士の位置関係は徐々に変化するため、放置すれば編隊が崩れていく。
Googleの研究チームは、衛星間の相対運動を表すHill-Clohessy-Wiltshire（HCW）方程式を出発点として、JAX上に微分可能な物理モデルを構築した。
常微分方程式（ODE）の数値積分に自動微分などを組み合わせ、さまざまな摂動を考慮しながら、必要なスラスター噴射を最適化する。
研究チームの数値計算では、少ない推進剤でこうした近接編隊を維持できる可能性が示されている。
ただし、81機を100〜200m間隔で長期間運用することが実際の軌道上で実証されたわけではない。これはProject Suncatcherが今後検証しなければならない重要な技術課題の一つだ。
打ち上げ費が1kgあたり200ドルまで下がれば成立するのか
技術的に宇宙でAI計算が可能になったとしても、最終的に商用化できるかどうかは経済性に左右される。
これまで宇宙インフラの大きな制約だったのが、打ち上げコストだ。1kgの機材を軌道へ運ぶだけで高額な費用が必要になるため、地上に建設できる設備をあえて宇宙へ持っていく経済的な理由は乏しかった。
Blaise Agüera y Arcas氏、Travis Beals氏、James Manyika氏らが共同執筆した技術論文（arXiv:2511.19468）では、打ち上げ産業のコスト低下をライトの法則に基づいて分析している。
同論文では、再利用型の大型ロケットが量産され、打ち上げ回数が増え続ければ、2030年代半ばには低軌道（LEO）への打ち上げ費用が1kgあたり200ドル未満まで下がる可能性があると試算する。
Googleの分析では、200ドル/kg程度まで下がれば、衛星の製造・打ち上げ・更新に必要な資本コストが、地上データセンターで長期的に必要となる電力や冷却設備の費用と、計算用電力あたりで比較できる水準に近づくという。
ただし、これは将来の打ち上げコスト低下を前提とした試算であり、2030年代に実際に200ドル/kgが実現すると確定したわけではない。
さらに、大規模な宇宙データセンターを実現するには、打ち上げ費以外にも多くの問題を解決する必要がある。
多数の衛星を密集させて運用すれば、他の衛星やスペースデブリとの衝突リスクを管理しなければならない。運用終了後に確実に軌道から離脱させ、大気圏へ再突入させる仕組みも必要になる。
軌道上で計算したデータを地上へ送る通信回線も課題だ。大量の計算結果を扱う場合、地上へのダウンリンク帯域を確保しなければならない。
光通信を利用する場合には、雲などの天候に影響されるため、複数地域に地上局を配置するなどの対策も必要になる。
まずは1機、その次に衛星間通信へ
来週のTransporter-18で打ち上げるプロトタイプは、巨大な宇宙データセンターをいきなり実現するものではない。
今回確認するのは、1機の衛星に搭載したTPUが、打ち上げ時の振動、宇宙放射線、真空環境、温度変化といった条件の中で安定して動作するかどうかだ。
GoogleとPlanetは、この衛星から得られた実測データを次の設計へ反映し、2027年初頭には2機の衛星を打ち上げ、軌道上で高速なレーザー通信を試験する計画を示している。
その先にあるのが、多数のAIアクセラレータを載せた衛星を近距離で連携させ、一つの大規模な計算基盤として動かす構想だ。
宇宙空間にデータセンターを作るという発想は、まだ実用化が見通せる段階ではない。だが今回の打ち上げによって、Project Suncatcherは机上の設計や地上試験だけではなく、実際の宇宙環境で成立性を確かめる段階へ進む。
