在人工智能和云計(jì)算服務(wù)的快速發(fā)展導(dǎo)致對計(jì)算能力的巨大需求。這種激增給數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施帶來了巨大壓力，而數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行需要大量的電力。

地球上一個(gè)中等規(guī)模的數(shù)據(jù)中心消耗的電力足以供約16500戶家庭使用，而規(guī)模更大的數(shù)據(jù)中心耗電量甚至相當(dāng)于一座小型城市的用電量。

現(xiàn)在越來越多人提倡利用太空人工智能基礎(chǔ)設(shè)施來解決數(shù)據(jù)中心的電力需求問題。在太空中，陽光充足且穩(wěn)定，太陽能電池板可以將其轉(zhuǎn)化為電能。

2025年11月4日，谷歌公布了“陽光捕手計(jì)劃”（Project Suncatcher），這是一項(xiàng)大膽的計(jì)劃，旨在將一個(gè)由81顆衛(wèi)星組成的星座送入近地軌道。

該計(jì)劃利用該星座收集太陽能，為下一代太空人工智能數(shù)據(jù)中心供電。因此，該星座將不再向地球輸送電力，而是向地球傳輸數(shù)據(jù)。

例如，如果你問聊天機(jī)器人如何烤酸面包，它不會(huì)啟動(dòng)弗吉尼亞州的數(shù)據(jù)中心來生成答案，而是將你的查詢發(fā)送到太空星座，由完全依靠太陽能運(yùn)行的芯片進(jìn)行處理，然后將食譜發(fā)送回你的設(shè)備。這樣做意味著可以將產(chǎn)生的大量熱量留在寒冷的太空真空中。

但是現(xiàn)在不得不考慮的一個(gè)嚴(yán)峻問題就是-太空碎片—即地球軌道上廢棄的人造物體—已經(jīng)對航天機(jī)構(gòu)、公司和宇航員造成了影響。這些碎片包括大型物體，例如廢棄的火箭殘骸和失效的衛(wèi)星，以及來自廢棄衛(wèi)星的細(xì)小油漆碎片和其他碎片。

太空碎片在近地軌道上以大約每小時(shí)28,000 公里的超音速飛行。以這樣的速度，撞擊一塊藍(lán)莓大小的碎片，感覺就像被一塊從天而降的鐵砧砸中一樣。

截至目前跟蹤的太空碎片

衛(wèi)星解體和反衛(wèi)星試驗(yàn)產(chǎn)生了數(shù)量驚人的太空碎片，而SpaceX的星鏈等商業(yè)衛(wèi)星星座的快速擴(kuò)張加劇了這一危機(jī)。星鏈網(wǎng)絡(luò)擁有超過7500顆衛(wèi)星，提供全球高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

美國太空軍利用地面雷達(dá)和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡積極追蹤超過4萬個(gè)大于壘球的物體。然而，這個(gè)數(shù)字僅占軌道上致名物體總數(shù)的不到1%。絕大多數(shù)物體太小，這些望遠(yuǎn)鏡無法可靠地識(shí)別和追蹤。

2025年11月，中國天宮空間站上的三名航天員因返回艙被太空碎片擊中而被迫推遲返回地球。

早在2018年，國際空間站也發(fā)生過類似事件，當(dāng)時(shí)俄羅斯媒體猜測可能是美國宇航局（NASA）宇航員蓄意破壞了空間站，這加劇了美俄關(guān)系緊張。

在聯(lián)盟號(hào)飛船返回艙上發(fā)現(xiàn)的孔洞

谷歌項(xiàng)目的目標(biāo)軌道—距離地球約 650 公里的太陽同步軌道—是獲取不間斷太陽能的絕佳位置。在這個(gè)軌道上，航天器的太陽能電池板將始終處于陽光直射下，從而產(chǎn)生電力為機(jī)載人工智能有效載荷供電。

但正因如此，太陽同步軌道也是近地軌道上最擁擠的軌道，位于該軌道上的物體最容易與其他衛(wèi)星或太空碎片發(fā)生碰撞。

隨著新天體的到來和現(xiàn)有天體的解體，近地軌道可能會(huì)出現(xiàn)凱斯勒綜合征。根據(jù)這一理論，一旦近地軌道上的天體數(shù)量超過臨界閾值，天體間的碰撞就會(huì)產(chǎn)生一系列新的碎片。

“陽光捕手”計(jì)劃設(shè)想建造一個(gè)由攜帶大型太陽能電池板的衛(wèi)星組成的集群。這些衛(wèi)星的飛行半徑僅為一公里，每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的間距不到200米。

這張圖片展示了實(shí)驗(yàn)室測試中一塊鋁塊與一個(gè)以每秒6.8 公里速度飛行的鋁球碰撞的結(jié)果。

這種超高密度的衛(wèi)星編隊(duì)對于衛(wèi)星間數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)重要。該星座將復(fù)雜的AI工作負(fù)載分配到全部81個(gè)單元上，使它們能夠像一個(gè)龐大的分布式大腦一樣同時(shí)“思考”和處理數(shù)據(jù)。谷歌正與一家航天公司合作，計(jì)劃在2027年初發(fā)射兩顆原型衛(wèi)星以驗(yàn)證硬件性能。

但在真空的太空中，編隊(duì)飛行始終與物理定律抗?fàn)帯ｋm然近地軌道的大氣層極其稀薄，但并非完全真空。稀疏的空氣粒子會(huì)對衛(wèi)星產(chǎn)生軌道阻力——這種力會(huì)推擠航天器，使其減速并降低高度。表面積較大的衛(wèi)星受阻力影響更大，因?yàn)樗鼈兙拖耧L(fēng)帆一樣，容易受到風(fēng)的影響。

更復(fù)雜的是，來自太陽的粒子流和磁場（即空間天氣）會(huì)導(dǎo)致近地軌道空氣粒子密度發(fā)生不可預(yù)測的波動(dòng)。這些波動(dòng)會(huì)直接影響軌道阻力。

當(dāng)衛(wèi)星間距小于200米時(shí)，容錯(cuò)空間就幾乎為零。一次撞擊不僅可能摧毀一顆衛(wèi)星，還可能將其拋射到鄰近衛(wèi)星上，引發(fā)連鎖反應(yīng)，最終可能導(dǎo)致整個(gè)衛(wèi)星群被摧毀，并將數(shù)百萬塊新的碎片隨機(jī)散布到本已危機(jī)四伏的軌道上。

為了防止碰撞和連鎖反應(yīng)，衛(wèi)星公司可以采用“不留痕跡”標(biāo)準(zhǔn)，這意味著設(shè)計(jì)衛(wèi)星時(shí)要避免碎片產(chǎn)生、釋放碎片或危及鄰近衛(wèi)星，并能安全地從軌道上移出。對于像“太陽捕手”（Suncatcher）這樣密集且復(fù)雜的星座來說，要達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，可能需要為衛(wèi)星配備“反射”裝置，使其能夠自主探測并避開碎片帶?！疤柌妒帧蹦壳暗脑O(shè)計(jì)并不包含這種主動(dòng)規(guī)避能力。

目前的物體跟蹤基礎(chǔ)設(shè)施通常只能探測到大于壘球的碎片，這意味著數(shù)百萬塊較小的碎片對衛(wèi)星運(yùn)營商來說幾乎無法察覺。未來的衛(wèi)星星座需要一種星載探測系統(tǒng)，能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)這些較小的威脅，并實(shí)時(shí)自主地操控衛(wèi)星。

為“太陽捕手”衛(wèi)星配備主動(dòng)避障功能將是一項(xiàng)工程壯舉。由于衛(wèi)星間距非常小，整個(gè)星座需要像一個(gè)

座。衛(wèi)星需要像同步飛行的鳥群一樣協(xié)調(diào)地重新定位。每顆衛(wèi)星都需要對其鄰近衛(wèi)星的微小移動(dòng)做出反應(yīng)。

2022年9月，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）出臺(tái)一項(xiàng)規(guī)定，要求衛(wèi)星運(yùn)營商在任務(wù)完成后五年內(nèi)將衛(wèi)星從軌道上移出。這通常需要進(jìn)行受控的脫軌機(jī)動(dòng)。運(yùn)營商現(xiàn)在必須預(yù)留足夠的燃料，以便在任務(wù)結(jié)束時(shí)啟動(dòng)推進(jìn)器降低衛(wèi)星軌道高度，直至大氣阻力超過軌道高度，最終衛(wèi)星在大氣層中燒毀。

然而，該規(guī)則并未涵蓋已存在于太空中的碎片，也未涉及未來因事故或意外產(chǎn)生的碎片。為了解決這些問題，一些政策制定者提議對太空碎片清除征收使用稅。