AI 太火，算力不夠用，這句話在科技圈說了很長(zhǎng)時(shí)間。

隨著生成式 AI、超大規(guī)模模型對(duì)計(jì)算資源需求的爆炸式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)地面數(shù)據(jù)中心的能源消耗、土地和冷卻等瓶頸日益凸顯。于是，各種腦洞大開的新解決方案開始涌現(xiàn)：建在海底的、建在極地的、建在沙漠的……

但北京這次更直接：把數(shù)據(jù)中心送上太空。太空有幾個(gè)天然優(yōu)勢(shì)：持續(xù)穩(wěn)定的太陽(yáng)能輸入、真空環(huán)境帶來的輻射散熱、不占用地面土地與能源指標(biāo)。在本月的美國(guó)沙特投資論壇上，馬斯克也表示，未來四到五年內(nèi)，在軌道上運(yùn)行大規(guī)模人工智能系統(tǒng)將比在地球上運(yùn)行同類系統(tǒng)更具成本效益。其核心理由就是：太空中的免費(fèi)太陽(yáng)能與相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的散熱。

日前，北京舉辦太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作推進(jìn)會(huì)，擬在 700–800 公里晨昏軌道部署太空數(shù)據(jù)中心，目標(biāo)是建成“超千兆瓦（GW）級(jí)”集中式算力星座。

（來源：北京星辰未來空間技術(shù)研究院）

根據(jù)推進(jìn)會(huì)上發(fā)布的方案，北京的太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)將分為三個(gè)階段。第一階段：2025 年至 2027 年，突破太空數(shù)據(jù)中心能源與散熱等關(guān)鍵技術(shù)，迭代研制試驗(yàn)星，建設(shè)一期算力星座，計(jì)劃總功率達(dá) 200KW、算力規(guī)模達(dá) 1000POPS，實(shí)現(xiàn)“天數(shù)天算”應(yīng)用目標(biāo)；第二階段：2028 年至 2030 年，突破太空數(shù)據(jù)中心在軌組裝建造等關(guān)鍵技術(shù)，降低建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本，建設(shè)二期算力星座，實(shí)現(xiàn)“地?cái)?shù)天算”應(yīng)用目標(biāo)；第三階段：2031 年至 2035 年，衛(wèi)星大規(guī)模批量生產(chǎn)并組網(wǎng)發(fā)射，在軌對(duì)接建成大規(guī)模太空數(shù)據(jù)中心，支持未來“天基主算”。

隨著計(jì)劃的公布，參與項(xiàng)目背后的主要力量也浮出水面。據(jù)悉，牽頭該項(xiàng)目的主要是北京星辰未來空間技術(shù)研究院及其附屬公司。另外，會(huì)議還啟動(dòng)了一個(gè)空間數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新聯(lián)盟，匯集了 24 家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，專注于空間數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和應(yīng)用。

北京星辰未來空間技術(shù)研究院由中關(guān)村科學(xué)城公司、中關(guān)村科服公司、環(huán)宇基金會(huì)和中科星圖 4 家單位于 2024 年 4 月共同發(fā)起成立。主要面向商業(yè)航天巨型星座建設(shè)需求，開展交叉應(yīng)用基礎(chǔ)研究和太空算力星座等特色星座的論證研究。其愿景也相當(dāng)宏偉：2035 年前建設(shè) GW 級(jí)功率的超大規(guī)模太空數(shù)據(jù)中心，提升恒星能量利用水平；2040 年前實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)質(zhì)量的小行星資源開發(fā)和利用，提升行星物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率；2050 年前建成可容納百萬人的地外生存基地，提升人類跨星球文明遷徙能力。

北京軌道辰光科技有限公司則是該研究院的首個(gè)孵化落地的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，核心任務(wù)是在地球晨昏軌道發(fā)射部署算力衛(wèi)星，組成太空數(shù)據(jù)中心。該公司在今年 6 月份完成了首輪及加輪融資，總金額人民幣 1.4 億元。

推進(jìn)會(huì)上，相關(guān)人員也披露，數(shù)據(jù)中心第一代實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“辰光一號(hào)”的研制工作已經(jīng)完成，計(jì)劃于 2025 年底或 2026 年初發(fā)射。

（來源：Pixabay）

北京這次路線圖雖為首次系統(tǒng)提出，但“太空算力”并非空穴來風(fēng)，國(guó)內(nèi)外已有多項(xiàng)相關(guān)實(shí)踐。

中國(guó)在體系化組網(wǎng)、算力規(guī)模與自主技術(shù)上取得顯著先發(fā)優(yōu)勢(shì)。由之江實(shí)驗(yàn)室牽頭的 12 顆智能計(jì)算衛(wèi)星 于 2025 年 5 月發(fā)射，建成具備整軌互聯(lián)能力的太空算力網(wǎng)雛形 ；中科天算提出的萬卡級(jí)別太空超算中心構(gòu)想，目標(biāo)在太陽(yáng)同步軌道部署模塊化超算中心，解決太空環(huán)境下的散熱、輻射和分布式計(jì)算難題。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃明年發(fā)射全尺寸 GPU，驗(yàn)證從遙感采集到模型決策的閉環(huán)鏈路。

美國(guó)依托成熟的商業(yè)航天生態(tài)，在太空計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)上保持強(qiáng)勢(shì)探索。SpaceX 計(jì)劃在 Starlink V3 衛(wèi)星中集成星載 AI 模塊，探索在軌數(shù)據(jù)處理；馬斯克提出以星鏈為基礎(chǔ)建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心，目標(biāo)通過星艦實(shí)現(xiàn)每年 100GW 級(jí)部署；貝佐斯提出未來 10-20 年建設(shè)千兆瓦級(jí)太空云計(jì)算中心構(gòu)想；今年 11 月初，谷歌公司宣布啟動(dòng)其“捕光者計(jì)劃”，計(jì)劃在 2027 年初發(fā)射兩顆搭載 Trillium 代 TPU 的原型衛(wèi)星，將強(qiáng)大的 AI 算力從地球上空的虛擬云端，直接部署到太空中。

歐洲整體推進(jìn)較為謹(jǐn)慎，聚焦綠色轉(zhuǎn)型與可行性驗(yàn)證。歐盟“太空數(shù)據(jù)中心計(jì)劃” 納入歐盟“地平線”綠色轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，目標(biāo)構(gòu)建低碳算力集群，已完成可行性論證；歐空局通過 Φ-Sat-2 等衛(wèi)星試驗(yàn)在軌 AI 處理，但尚未集成大規(guī)模算力模塊；Iris2 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前以通信服務(wù)為主，算力模塊集成較慢。

從北京的路線圖到全球各地的試驗(yàn)項(xiàng)目，太空算力正從想象走向工程實(shí)現(xiàn)。然而，它仍面臨巨大挑戰(zhàn)：在軌散熱能力仍受限于輻射機(jī)制、星載 GPU 的抗輻射設(shè)計(jì)尚未成熟、大規(guī)模結(jié)構(gòu)展開、在軌維護(hù)仍在早期階段、數(shù)據(jù)回傳帶寬可能制約模型訓(xùn)練、成本可控性仍需進(jìn)一步驗(yàn)證等等。

太空數(shù)據(jù)中心是一個(gè)高度前沿的方向，其發(fā)展不僅依賴火箭、能源、通信和計(jì)算技術(shù)的突破，也需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)投入與工程實(shí)踐。未來幾年，將是太空算力從概念走向驗(yàn)證、從單點(diǎn)試驗(yàn)走向體系化建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期。最終，太空能否成為下一代大型 AI 系統(tǒng)的主要計(jì)算場(chǎng)所，仍有待技術(shù)、成本和安全性的共同推動(dòng)。

1.https://www.bain.com/insights/how-can-we-meet-ais-insatiable-demand-for-compute-power-technology-report-2025/

2.https://www.globalbrandsmagazine.com/china-space-based-supercomputing/

3.https://baist.ac.cn/

4.https://www.tomshardware.com/tech-industry/artificial-intelligence/spacex-ceo-elon-musk-says-ai-compute-in-space-will-be-the-lowest-cost-option-in-5-years-but-nvidias-jensen-huang-says-its-a-dream