開啟全球「太空計算時代」...中國算力衛星升空 節能省電速度快

陸企國星宇航帶頭發起的「星算」計畫，以一箭12星的方式將12顆太空計算衛星搭乘長征二號丁運載火箭，14日在酒泉衛星發射中心發射升空，這12顆計算衛星，每一顆都具備太空計算和太空互聯的能力，將組成全球首個太空計算星座。

華爾街見聞報導，「星算」計畫由國星宇航帶頭，與首批54家高校、科研院所、上市公司、投資機構等共同投資，首發星座發射任務成功，開啟全球「太空計算時代」新篇章，未來，還計畫發射更多衛星，織起一張由2,800顆衛星組成的太空計算大網。

其目標是將算力伺服器發射入軌形成天基智慧計算基礎設施，其中本次發射任務是將首批12顆計算衛星入軌組網，每顆衛星均具備太空計算、太空互聯的能力，這批衛星除配套國星宇航自研的AI載荷外，還搭載之江實驗室承擔研製的星載智慧電腦等太空計算軟硬體和天基模型，實現「算力上天、在軌組網，模型上天」。

相比於傳統的應用型衛星，計算衛星將單顆衛星的計算能力從T級提升至P級，首發星座在軌計算能力達到5POPS，極大地提升單星高性能太空計算的能力。並且這些衛星還能形成互聯網一樣的互聯互通，衛星之間使用雷射通信，通信速度最高可達100Gbps。該星座將完成系列天基計算基礎功能的在軌驗證和應用。

太空中的計算衛星，不僅是一種新的算力部署方式，還會改變科學研究的方式，以往衛星抓到的資料要傳回地面整理，耗時費力，但太空計算中心可扮演「太空智慧中樞」的角色，廣泛支持海量深空探測資料的即時在軌計算與處理，計算好的資料再傳回地面即可，省時省力又可與地面算力互補。

例如，本次發射的衛星搭載廣西大學和中國科學院國家天文台研製的宇宙 X 射線偏振探測器，將通過天基天文時域模型對伽馬射線暴等各類瞬變源進行在軌快速探測、證認、分類，並觸發雙星協同觀測。

太空中的計算衛星是一個節約能源的有效方式，太空中沒有臭氧層的過濾，太空中能夠受到更多的太陽輻射，並且沒有雨雪天氣，可以依靠太陽能為算力設施提供持續的能源供給，此外算力設備需要散熱冷卻，太空中的低溫環境，可以作為天然的冷源，一些企業在極寒地區建立數據中心，就是為了降低散熱成本。

電能和散熱全靠太空環境解決之後，除了日常維護之外，在太空中部署算力的成本，幾乎就只剩下研發和火箭發射這些一次性投入，並且發射的成本也在下降，弗若斯特沙利文的報告顯示，中國衛星的發射成本正在逐年降低，到今年預計是人民幣6萬元／每公斤。

除了成本之外，太空中的算力設備，還能作為「天基數據」處理的有效途徑，做到「天數天算」。中國科學院院士、中國科學院大學杭州高等研究院院長王建宇表示，隨著衛星對地觀測的解析度越來越高，資料量也在不斷增大，將資料全部送至地面再進行處理，不僅傳輸量大，資料應用的及時性也受到影響。

以遙感衛星為例，過去其收集到的資料需要傳回地面進行處理，並且傳輸過程存在頻寬瓶頸。但此次發射的衛星同時搭載對地遙感載荷，可在獲得資料的第一時間進行處理，然後直接將結果傳回地面，對自然災害等異常現象的感知更加及時。

同時衛星中也配備了高頻寬的傳輸設施，未來可能開放與協力廠商衛星的通信，讓「天數天算」為更多的使用者提供服務。另外，由於地空之間的專用通訊方式，太空計算中心也將比通過互聯網連接的普通算力中心更加安全。種種優勢之下，太空算力中心的終極發展目標，是與地面形成「天地協同」互補，讓天基算力成為一種未來的新選擇。