算力时代，星链已经不算什么了

AI一火，算力、电力需求纷纷暴涨，去太空利用“天地精华”也要再进一步。

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把AI基础设施移到太空

之前的文章中我们提到过，为了拓展新的能源供给，OpenAI的CEO山姆·奥特曼所主导投资的创业公司Lumen Orbit正打算在太空建造数据中心。

这样就可以直接利用太阳能，不受天气、昼夜循环的影响，还能随时随地被动冷却（太空温度大概在零下270摄氏度），也有自由扩展的空间。一旦规模化应用，太空数据中心能省下近九成的成本。

Lumen Orbit计划今年发射第一颗卫星，之后每年发射一次更大的迭代，直到服务器总功率达到千兆瓦规模。

这是美国AI商业公司为未来作出的基础准备，那我国呢？当然不是一片空白。

不久前，由商业卫星公司国兴宇航研制的12颗卫星被送上轨道，而这12颗卫星正是我国“星算”计划中首发的太空计算卫星星座。

“星算计划”由国星宇航主导，中国航天科技集团商业火箭公司作为总承包商提供发射服务，目标是通过发射2800颗算力卫星，构建天地一体的算力网络，强调实时数据处理和在轨计算。

虽然星算计划也是要把算力基础设施转移到太空，在星座之间构建一个开放共享的太空计算系统，但和美国商业科技公司的目标、动力并不相同，也不是为了单纯的商业利益，因而实现的技术路径也有不同。

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卫星间能交流、能计算

先介绍一下从发射卫星、组建星座，再到算力卫星组网，是如何实现“天地一体算力网络”这一大目标的。

这些卫星可不是常见的通信卫星、导航卫星或者遥感卫星，而是搭载着智算系统、星间通信系统、X频段测控数传等关键载荷的“计算卫星”。这些关键载荷能用于遥感观测和星间链路通信试验，从而实现整轨卫星互联。

为什么需要在轨道计算？传统卫星观测到的海量数据一般都需要传回地面处理，而地面的数据中心受限于带宽等因素，数据传输的效率低、损耗也大，可能只有一成的有效数据能穿回地面，还有时差问题。

换句话说，目前在太空中飞行的大量卫星都是用无线电波来传消息，就像拿对讲机喊话，速度慢且容易被干扰。而这批计算卫星可以通过星间“激光”高速互联。

计算卫星上的通信设备用的是“激光通信”，相当于给卫星装上了“超高速光纤网”，每秒能下载五部高清电影。于是卫星间也能直接实现“光速对话”，还能绕开地面通信的频谱限制，避免“拥堵”。

另外，即使卫星间相隔数千公里且高速移动，也能通过激光束精准瞄准对方，这样一来，地面的卫星实时通信也不是什么难事。

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“具身智能”卫星

卫星组成的星座就像一个“战队”，能交流是前提，还要让它们能高效、稳定地合作——智算系统就负责这一任务。

智算系统可以简单理解为“大脑”，它能实时调整卫星位置和任务分工。当一颗卫星发现地球某处有地质灾害发生，它能通过激光通信呼叫其他卫星共同检测，直接把处理后的数据一并传回地球。

想象一下，当上千颗计算卫星完成组网，那这种动态协作能力会让它直接变成太空中的“分布式超级计算机”。

“分布式”要单独解释一下。在太空中算力是很宝贵的——尽管首发星座的整轨算力已经达到5 POPS（每秒5千万亿次运算），相当于50万台高性能的笔记本电脑的算力；但面对海量数据，没有规划可不行。

所以，星座要根据任务需求动态分配：多少算力用于自然环境三维监测、多少算力用来处理地面的自动驾驶数据或者天文观测数据、多少算力用于军事……总之就是要让资源利用率最大化。

这只是我国布局太空算力的起点。电力网络曾经改变了工业社会，未来天基算力网或许能成为数字文明的新基石。

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编辑｜张毅

主编｜黎坤

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