近地轨道拥挤程度将是现在的100倍，SpaceX“百万AI卫星”计划引争议

来源：环球时报

【环球时报特约记者 晨阳 环球时报记者 马俊】美国亿万富豪、太空探索技术公司（SpaceX）首席执行官马斯克多次警告称，耗能巨大的计算中心对于电力的无止境需求，让电力供应成为未来人工智能（AI）发展的终极障碍。作为解决方案，SpaceX正计划建造一个由多达100万颗卫星组成的规模空前的星座，用于支持“轨道数据中心”。然而此举可能引发的众多风险成为业内专家议论的焦点。

充分利用太阳能？

英国广播公司（BBC）2月1日称，马斯克旗下的SpaceX已申请向地球轨道发射100万颗卫星，以支持AI应用。该申请声称“轨道数据中心”是满足日益增长的AI计算能力需求的最经济、最节能的方式。报道称，传统上，这类计算中心是装满强大计算机的大型仓库，用于处理和存储数据。SpaceX声称，由于AI的广泛应用，处理需求已经超过了“地面处理能力”。

美国“太空新闻”网站2月1日称，在1月30日提交给美国联邦通信委员会（FCC）的一份文件中，SpaceX提议在地球轨道部署多达100万颗卫星，构建“轨道数据中心”星座。该公司在文件中表示：“这些卫星直接利用近乎恒定的太阳能，运营和维护成本极低，它们将实现变革性的成本和能源效率，同时显著减少与地面数据中心相关的环境影响。”SpaceX还表示：“发射由100万颗卫星组成的星座作为轨道数据中心运行，是迈向‘卡尔达肖夫II’型文明的第一步——这种级别的文明能充分利用太阳的全部能量——同时为当今数十亿人提供AI驱动的应用。”

报道注意到，该申请中并未包含太多技术细节，例如卫星尺寸、质量或具体的轨道参数。SpaceX表示，计划将卫星部署在拟议轨道范围内“基本未使用的轨道高度”。这些卫星将在500至2000公里的高度运行，轨道倾角为30度，其中位于较高太阳同步轨道（超过99%的时间都处于阳光照射下）的卫星将支持需要持续计算能力的应用，而位于较低倾角轨道的卫星则用于应对高峰需求，以平衡系统负载。

除了利用太阳能满足AI计算的能量需要，该系统还需要依靠星间激光链路在卫星之间以及与“星链”卫星之间进行通信，然后由“星链”卫星将数据中继到地面。这些卫星也会使用Ka波段通信频率，主要用作遥测、跟踪和指令控制的备用方案。SpaceX表示需要获得FCC的许可，并将以“非干扰、非加密”的方式进行通信。

该文件的大部分内容都强调了“轨道数据中心”的优势， 这一概念正受到相关AI企业和资本的热捧。SpaceX认为，地面数据中心成本和电力需求的不断上升，加上发射成本的下降，可能会使太空计算在未来几年更具经济效益。SpaceX 表示：“研制中的‘星舰’超重型火箭能用前所未有的运载能力将卫星送入轨道用于AI计算，这些轨道数据中心耗费的能源可能会超过整个美国的电力消耗。通过充分利用太阳能，可以无需建设让地球不堪重负的电网，以支持数据中心爆炸式增长。”

SpaceX表示：“摆脱了地面部署的限制，几年之内，在太空中生成AI计算的成本将最低。”这将使AI大模型以“前所未有的速度和规模”取得进步。

碰撞风险极大增加

但“太空新闻”网站称，由100万颗卫星组成的超级星座的风险远远超过“任何认真考虑过”的卫星系统。外界最担心的就是空间碰撞事故。目前全球在轨卫星数量约1.1万颗，其中主要运行在近地轨道上的SpaceX公司“星链”互联网通信卫星约9400颗，这就引起各方的担忧。此前“星链”卫星曾两度威胁到中国空间站的正常运行，迫使中国空间站被迫变轨躲避。去年12月，SpaceX表示，一颗“星链”卫星与9颗中国卫星擦肩而过，险些相撞。另一颗“星链”卫星去年疑似发生爆炸，并在轨释放出少量“可追踪的低相对速度物体”，引发航天界关于“连锁碰撞”的担忧。

BBC提到，大幅增加近地轨道卫星数量，提高了卫星发生碰撞的可能性。报道援引专家的警告称，“这些卫星一旦因故障失控，可能会撞击其他卫星，碰撞事故会生成更多碎片，而这些碎片在高速飞行时反过来又可能造成更大的破坏。如果碎片太多，未来可能会使近地轨道无法使用。”与此同时，天文学家抱怨“星链”卫星在夜空中移动时会形成明亮的光条纹，直接破坏长时间曝光的深空图像，从而影响天文学家观测星空。

按照SpaceX的新计划，未来环绕地球轨道的卫星拥挤程度将是现在的100倍，其碰撞和失控风险都会极大增加。

技术可行性受质疑

根据SpaceX的介绍，“轨道数据中心”将是比传统数据中心更环保的替代方案。因为传统数据中心消耗的电力中，很大部分被用来驱动循环系统冷却服务器。为了节省电力消耗，AI巨头不得不在气温相对较低的北欧、北极地区甚至海底建立数据中心。相比之下，在太空建立“轨道数据中心”可以利用背阳面接近零下270摄氏度的极低温度环境。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩告诉《环球时报》记者，从物理规律看，散热主要分为三种途径：热传导、热对流和热辐射，在没有介质的宇宙真空环境下，只能依靠低效的热辐射进行散热，因此“轨道数据中心”的冷却问题并不容易解决。美国“太空”网站也认为，想要在太空建立数据中心，面临的最直接挑战就是如何在真空中有效散发大量热量，并确保芯片在太空强辐射环境中稳定运行。

庞之浩表示，当前航天器主要是将巨大的散热板当成冷却设备，但这也意味着会极大增加其体积和重量。BBC称，SpaceX将利用“星链”卫星星座和“星舰”超重型火箭方面的经验，完成下一代“星链”卫星以及“轨道数据中心”星座的部署。但“轨道数据中心”卫星为了满足收集太阳能和及时散热的需求，其体积和重量都将远大于当前的“星链”卫星，即便是运力巨大的“星舰”超重型火箭，每次能送入轨道的卫星数量也有限。

根据国际电信联盟（ITU）的要求，发射低轨互联网卫星之前应该由各国主管部门代卫星运营方，向ITU报送卫星网络资料，完成频轨资源的国际申报、协调与登记，并遵循“先申报、先协调、先使用”原则。对于发射计划有明确要求，申报后7年内需发射首颗卫星，9年内完成10%部署，14年内实现全量部署，逾期未履约部分的优先权将削弱或丧失。

“太空新闻”网站注意到，SpaceX并未提及“轨道数据中心”的部署计划或成本估算，同时还申请豁免对于发射计划的相关要求。有分析认为，此举意味着该公司也无法确定“轨道数据中心”卫星星座何时能真正落地。

报道称，SpaceX正计划进行首次公开募股，这可能是其选择公布“轨道数据中心”计划的关键驱动因素。