地算不如天算？大費周章把算力送上天，到底圖什么？

當(dāng)我們還在討論地面數(shù)據(jù)中心的算力瓶頸時，一場悄無聲息的技術(shù)革命已經(jīng)在近地軌道拉開帷幕：我們正在把原本扎根在地面的“數(shù)據(jù)中心”搬到太空，給每一顆環(huán)繞地球飛行的衛(wèi)星裝上獨立運算的“大腦”，這就是如今站在全球科技前沿的“太空算力”。

圖源：某社交平臺

很多人第一次聽到這個概念時，都會下意識地疑惑：好好的地面數(shù)據(jù)中心不用，為什么非要大費周章把算力送上天？要回答這個問題，我們得先從太空算力的本質(zhì)說起，把它和我們熟悉的地面算力放在一起對比，就能看懂這場技術(shù)變革的核心邏輯。

太空算力是什么？

和地面算力有什么不同？

很多人對太空算力的第一印象，是把地面上一整個服務(wù)器機房打包送到太空里去，這其實是個不小的誤解。

我們現(xiàn)在熟悉的地面算力，核心是把成千上萬臺服務(wù)器集中部署在專用的數(shù)據(jù)中心里，靠電網(wǎng)供電、靠水冷和風(fēng)冷系統(tǒng)散熱，所有數(shù)據(jù)都要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭@里完成計算，再把結(jié)果分發(fā)出去。而傳統(tǒng)衛(wèi)星，本質(zhì)上只是“會飛的攝像頭和信號塔”：它在太空采集到圖像、信號等海量原始數(shù)據(jù)之后，必須先全部傳回地面的數(shù)據(jù)中心，再由地面的算力集群完成解析、分析和決策，這套運行模式被業(yè)內(nèi)稱為“天感地算”。

圖庫版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛

但太空算力完全跳出了這套延續(xù)幾十年的舊框架。它不是簡單地把地面機房搬到太空，而是直接把抗輻射芯片、存儲模塊、小型計算單元部署到每一顆在軌衛(wèi)星上，再通過成百上千顆衛(wèi)星組網(wǎng)，讓整個近地軌道形成一張分布式的算力網(wǎng)絡(luò)。從數(shù)據(jù)采集、清洗、分析到最終輸出有效結(jié)果，全流程都可以直接在太空完成，不需要再把 TB 級的原始數(shù)據(jù)一股腦傳回地面，真正實現(xiàn)了“就地采集、就地計算、就地決策”，也就是業(yè)內(nèi)常說的“天數(shù)天算”。

明明地面算力已經(jīng)足夠強，

我們?yōu)槭裁捶且阉懔λ蜕咸欤?/strong>

不少人會提出疑問：現(xiàn)在地面的超算中心算力已經(jīng)足夠強大，我們?yōu)槭裁捶堑猛度氪罅抠Y源去研發(fā)太空算力？這背后其實有多個原因。

1.可以補足地面算力短板

地面算力的優(yōu)勢是算力規(guī)模大、技術(shù)成熟，適合集中處理超大規(guī)模的AI訓(xùn)練、工業(yè)仿真等任務(wù)，但它從誕生起就帶著無法突破的物理天花板：一座大型數(shù)據(jù)中心的電費能占到總運營成本的 40% 到 60%，配套的冷卻系統(tǒng)又是一筆巨額開銷，再加上土地征用、電網(wǎng)容量限制等現(xiàn)實問題，近年來全球各地的地面數(shù)據(jù)中心擴(kuò)容都遇到了不小的阻力。

而太空算力剛好補上了地面算力的短板：太空里沒有大氣對太陽能的衰減，可以直接獲取源源不斷的清潔能源，這從根源上避開了地面數(shù)據(jù)中心最頭疼的能耗難題。太空基本為真空，沒有空氣對流，只能靠輻射散熱，因此散熱是該技術(shù)落地的核心難題之一。

更關(guān)鍵的是，部署在近地軌道的算力衛(wèi)星組網(wǎng)之后，完全不受地面基站、光纖網(wǎng)絡(luò)的地理限制，能實現(xiàn)全球 100% 的無縫覆蓋，這是任何地面算力集群都不可能做到的事情。

2.具有遙感數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢

其次，是繞不開的現(xiàn)實效率問題。過去“天感地算”的模式里，衛(wèi)星在太空拍攝的一張高清遙感圖像，數(shù)據(jù)量動輒幾個GB甚至幾十GB，要把海量的原始數(shù)據(jù)全部傳回地面，不僅要占用大量的通信帶寬，還要等待衛(wèi)星飛到地面站的覆蓋范圍內(nèi)才能完成傳輸，整個流程往往要耗費數(shù)小時。

在很多對時效性要求極高的場景里，這幾個小時的延遲足以讓數(shù)據(jù)徹底失去價值。比如森林火災(zāi)剛剛發(fā)生時，等衛(wèi)星把數(shù)據(jù)傳回地面處理完，火情可能已經(jīng)蔓延到幾公里之外；地震發(fā)生之后，等遙感影像完成傳輸解析，很多黃金救援時間已經(jīng)被耽誤。而太空算力可以直接在軌道上完成數(shù)據(jù)識別，幾秒之內(nèi)就能把火點、倒塌建筑的位置等核心信息傳回地面，直接把應(yīng)急響應(yīng)的效率提升了幾個量級。

3.太空本身就是核心戰(zhàn)略高地

低軌道的優(yōu)質(zhì)軌位和無線電頻率資源，按照國際規(guī)則是“先到先得”，一旦有國家率先完成大規(guī)模組網(wǎng)占用，后來者就很難再拿到同等優(yōu)質(zhì)的資源。過去幾十年里，全球航天領(lǐng)域的競爭已經(jīng)從最初的運載火箭、載人航天，延伸到通信、導(dǎo)航、遙感等領(lǐng)域，現(xiàn)在正在進(jìn)一步升級到算力層面。太空算力作為未來數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，誰能率先完成布局，誰就能在未來的全球空間競爭里掌握絕對的主動權(quán)，這種戰(zhàn)略層面的價值，是任何短期收益都無法衡量的。

圖庫版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛

而且更重要的是，太空算力能打開很多過去完全不可能實現(xiàn)的應(yīng)用場景。占地球表面積 71%的海洋，絕大多數(shù)區(qū)域都沒有地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋，過去我們很難對遠(yuǎn)海進(jìn)行實時監(jiān)測。南北極、荒漠、高原這些地面基礎(chǔ)設(shè)施難以抵達(dá)的區(qū)域，過去也一直是數(shù)據(jù)盲區(qū)。太空算力的出現(xiàn)，剛好補上了這些地面算力覆蓋不到的缺口，讓我們第一次有機會實現(xiàn)對地球表面的全維度實時感知。

中國太空算力，

目前發(fā)展得怎么樣？

如今全球已有多國開始布局太空算力：美國商業(yè)航天企業(yè)已發(fā)射試驗性軌道數(shù)據(jù)中心，SpaceX 正推進(jìn) AI 衛(wèi)星與太空數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)研發(fā)，俄羅斯、日本、歐盟也在開展相關(guān)技術(shù)驗證。

但中美兩國的技術(shù)路線存在明顯差異：SpaceX的方案核心是在太空搭建超大規(guī)模計算中心，試圖替代地面算力節(jié)點；而我國采用的是?天地協(xié)同?的差異化思路——地面算力體系保持常規(guī)運行，太空算力優(yōu)先服務(wù)遙感、偵察監(jiān)視等場景的在軌數(shù)據(jù)處理，完成處理后再按需回傳結(jié)果，避免了全量數(shù)據(jù)下傳的帶寬壓力。

目前我國是全球首個實現(xiàn)太空計算星座在軌組網(wǎng)運行的國家，處于全球第一梯隊的前沿位置。2025 年，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭，將太空計算衛(wèi)星星座首批 12 顆衛(wèi)星送入軌道，該小型星座的算力已相當(dāng)于一個微小型地面計算中心，標(biāo)志著全球首個實用化太空算力網(wǎng)絡(luò)正式投入運行。

更關(guān)鍵的是，我們實現(xiàn)了通用大模型的在軌部署與動態(tài)更新：無需發(fā)射預(yù)裝固定模型的衛(wèi)星，可像給手機升級系統(tǒng)一樣，從地面直接將大模型推送到在軌衛(wèi)星，隨時調(diào)整、迭代算法，這是當(dāng)前其他國家試驗性項目尚未達(dá)成的技術(shù)突破。

我們的太空算力建設(shè)仍處于穩(wěn)步推進(jìn)階段，后續(xù)還將持續(xù)優(yōu)化天地協(xié)同的算力調(diào)度能力，進(jìn)一步拓展在軌處理的應(yīng)用場景。

這些突破，

和我們普通人有什么關(guān)系？

很多人覺得太空算力是遠(yuǎn)在天上的高科技，和自己的日常生活沒有關(guān)系，實際上這項技術(shù)落地之后，會在很多我們看不見的地方，徹底改變整個社會的運行方式。

比如非法捕撈，海洋占地球 71%的面積，上面沒有雷達(dá)網(wǎng)。只要離開了岸基覆蓋范圍，任何東西都是盲區(qū)。一艘船關(guān)了 AIS 在大洋中間干什么，我們永遠(yuǎn)不知道，除非正好有衛(wèi)星拍到。而太空算力在這里就是必需品，有了在軌實時處理，每一艘船在全球任何位置都是可見的，也可以知道它在干啥，即將干啥。

除此之外，我們?nèi)粘Ｄ芙佑|到的很多服務(wù)也會隨之升級：氣象預(yù)報的更新頻率會從過去的幾小時一次，提升到分鐘級，極端暴雨、臺風(fēng)的預(yù)警時間會提前更多；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可以實時監(jiān)測每一塊耕地的作物長勢，提前識別病蟲害和旱澇風(fēng)險，讓糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)一步提升；甚至我們?nèi)粘Ｓ玫膶?dǎo)航、自動駕駛服務(wù)，也能在太空算力的輔助下，獲得更低的延遲和更高的可靠性。

當(dāng)然，這項技術(shù)在落地的過程中，也會帶來數(shù)據(jù)安全等新的挑戰(zhàn)，需要我們在技術(shù)迭代的同時同步建立完善的監(jiān)管體系，讓這項前沿技術(shù)真正服務(wù)于社會發(fā)展。

策劃制作

作者丨張一諾

解讀專家丨崔原豪 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 副研究員

審核丨白鵬 航天科技集團(tuán)十一院 研究員