“10年或者20年后,漁民伯伯會(huì)問衛(wèi)星:‘你能不能告訴我在哪能打撈到金槍魚?’衛(wèi)星通過高光譜相機(jī)去找魚,通過算力大腦計(jì)算,也許會(huì)告訴他東北方向20海里處有一群金槍魚,建議他用什么魚鉤、怎么收網(wǎng)、賣到哪里。應(yīng)用開發(fā)者也許從中抽取10%的服務(wù)費(fèi)。”
這不是科幻電影的橋段,而是中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所副研究員劉垚圻近日在2026太空算力產(chǎn)業(yè)大會(huì)上描述的一個(gè)未來應(yīng)用場(chǎng)景。近年來,隨著地面算力中心能耗激增,將算力部署到太空正從前沿概念走向工程實(shí)踐,也走向社會(huì)各界的關(guān)注視野。工業(yè)和信息化部信息通信發(fā)展司副司長(zhǎng)趙策表示,太空算力具有在軌實(shí)時(shí)處理、低成本能源、廣域覆蓋等優(yōu)勢(shì),有助于增強(qiáng)太空能源開發(fā)能力,提升全域覆蓋和抗干擾能力,拓展網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用邊界,具有戰(zhàn)略價(jià)值和產(chǎn)業(yè)前景。
但熱情的暢想之外也有冷靜的現(xiàn)實(shí)。多位專家提醒,將算力部署到太空,距離“好用”“用得起”還有很長(zhǎng)的路要走——成本、散熱、組網(wǎng)以及商業(yè)模式等問題,尚未找到令人滿意的答案。
● 本報(bào)記者 楊潔
算力上天成必然趨勢(shì)
太空算力的興起,一方面源于地面算力需求爆發(fā)式增長(zhǎng)面臨更多能源、土地等制約,另一方面則是90%的遙感數(shù)據(jù)還沒有得到有效的開發(fā)利用,發(fā)揮更大空間信息效能需要天數(shù)天算。
中國(guó)信息通信研究院數(shù)據(jù)顯示,2025年我國(guó)算力中心耗電量達(dá)1960億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)18.1%,預(yù)計(jì)到2030年,我國(guó)算力中心用電量將在5000億至7000億千瓦時(shí)之間,占全社會(huì)用電量比重將顯著上升。而太空算力依托空間太陽(yáng)能全域無縫覆蓋等優(yōu)勢(shì),成為破解能源約束、拓展AI邊界的重要方向。
“太空算力高效利用空間太陽(yáng)能和宇宙深冷背景,可以有力補(bǔ)充地面能源?!敝袊?guó)信息通信研究院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所副所長(zhǎng)李潔表示。她將太空算力定義為“依托空間技術(shù),通過在軌部署計(jì)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)及高速數(shù)據(jù)互聯(lián)設(shè)施,構(gòu)建集算力、存力、運(yùn)力于一體的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施”。
國(guó)家航天局商業(yè)航天司副司長(zhǎng)于國(guó)斌透露,國(guó)家航天局牽頭舉辦了太空智能算力星座專項(xiàng)論證啟動(dòng)會(huì)和專家組會(huì)議,目前此項(xiàng)工作正在有序開展。他從三個(gè)角度闡述了發(fā)展太空算力的戰(zhàn)略必要性:第一,發(fā)展太空算力是突破地面算力瓶頸、保障數(shù)字經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇;第二,是搶占空天戰(zhàn)略資源、提升國(guó)家空間話語(yǔ)權(quán)的核心抓手;第三,發(fā)展太空算力還是構(gòu)建全球泛在算力網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略的迫切需求。他強(qiáng)調(diào),太空智能算力星座可實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋、天地一體互聯(lián),能夠?yàn)閼?yīng)急救災(zāi)、海洋觀測(cè)、航空航運(yùn)、極地科考等提供實(shí)時(shí)智能的天基信息服務(wù)。
散熱、成本與組網(wǎng)難題待解
盡管前景廣闊,但在太空部署算力面臨多重系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。首當(dāng)其沖的是散熱問題。真空環(huán)境中,地面算力中心常用的風(fēng)冷散熱完全失效。劉垚圻表示,“從芯片的熱量如何導(dǎo)出,到導(dǎo)熱墊片的軟硬選擇,再到液冷板的微通道設(shè)計(jì)、循環(huán)泵的可靠性等,這是一個(gè)需要大量驗(yàn)證的系統(tǒng)性科學(xué)問題?!?/p>
中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授、天基網(wǎng)絡(luò)與通信全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陸建華也強(qiáng)調(diào):“搞太空算力,散熱問題要先論證,在沒有解決之前,千萬(wàn)別急著往天上打衛(wèi)星?!?/p>
其次是成本瓶頸。北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部研究員宋政吉表示,目前太空建算力的成本要比地面貴一個(gè)數(shù)量級(jí)。他認(rèn)為,也許還要10年左右,太空算力才能和地面算力成本相當(dāng)。
此外,組網(wǎng)與協(xié)同問題同樣突出。北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院長(zhǎng)王尚廣用頗為形象的三句話概括了當(dāng)前現(xiàn)狀:“天上一張網(wǎng)、地上一張網(wǎng),協(xié)議體制多樣,導(dǎo)致網(wǎng)網(wǎng)不同;傻星、滯星、呆星能力異構(gòu),互聯(lián)互通致使星星并存;星上算力不夠、地上算力不及,造成算算失衡?!彼硎荆枰獜牡讓佑布O(shè)計(jì)到操作系統(tǒng)和算法的全棧式協(xié)同拉通。
應(yīng)注重應(yīng)用場(chǎng)景與商業(yè)閉環(huán)
技術(shù)突破只是第一步,太空算力能否持續(xù)發(fā)展,關(guān)鍵在于找到明確的商業(yè)模式和可落地的應(yīng)用場(chǎng)景。陸建華強(qiáng)調(diào):“如果說太空算力打上去仍然解決不了到底誰(shuí)來買單,到底在哪賺錢,商業(yè)不閉環(huán),產(chǎn)業(yè)做得再大,也會(huì)后患無窮?!?/p>
他認(rèn)為,不應(yīng)簡(jiǎn)單復(fù)制馬斯克的路徑,太空算力需要信息化思維而非機(jī)械化思維,要解決天地一體高速組網(wǎng)的問題和天基智算芯片的問題,而非單純地堆砌衛(wèi)星數(shù)量。
在應(yīng)用探索方面,一些企業(yè)已經(jīng)邁出探索步伐。國(guó)星宇航首席運(yùn)營(yíng)官劉京晶介紹,公司與上海交通大學(xué)太空計(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室成功完成了一項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)——通過自然語(yǔ)言指令遠(yuǎn)程調(diào)用太空算力,實(shí)現(xiàn)對(duì)地面人形機(jī)器人的操控。劉京晶認(rèn)為,這次測(cè)試驗(yàn)證了太空算力的應(yīng)用潛力,特別是能突破地域限制,在應(yīng)急救援、遠(yuǎn)洋作業(yè)、無人礦山等場(chǎng)景中賦能機(jī)器人持續(xù)工作。
面向未來,趙策表示,既要把握太空算力作為新興產(chǎn)業(yè)的潛在機(jī)遇,也要積極應(yīng)對(duì)芯片性能、星間通信、供能和散熱等方面的挑戰(zhàn),加強(qiáng)系統(tǒng)謀劃。工業(yè)和信息化部將組織開展技術(shù)演進(jìn)與產(chǎn)業(yè)動(dòng)向研判,謀劃引導(dǎo)太空算力建設(shè)應(yīng)用的政策措施,強(qiáng)化機(jī)制保障;推動(dòng)星載抗輻射芯片、星間激光通信等技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā),提升全棧技術(shù)能力;圍繞遙感實(shí)時(shí)處理、通信增強(qiáng)、時(shí)空信息等場(chǎng)景發(fā)掘太空算力應(yīng)用,探索“通導(dǎo)遙算”一體化服務(wù)創(chuàng)新;支持在低空經(jīng)濟(jì)、應(yīng)急通信等領(lǐng)域開展數(shù)據(jù)在軌處理,通過實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用加速技術(shù)迭代與商業(yè)循環(huán);促進(jìn)算力與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等融合發(fā)展,加快太空算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育。