“10年或20年后,渔民伯伯会问卫星:‘你能不能告诉我在哪能打捞到金枪鱼?’卫星通过高光谱相机找鱼,再通过算力大脑计算,告诉他东北方向20海里处有一群金枪鱼,建议他用什么鱼钩、怎么收网、卖到哪里。”这并非科幻电影的桥段,而是中国科学院计算技术研究所副研究员刘垚圻在2026太空算力产业大会上描绘的未来图景。
随着地面算力中心能耗激增,将算力部署到太空正从前沿概念走向工程实践。工业和信息化部信息通信发展司副司长赵策表示,太空算力具有在轨实时处理、低成本能源、广域覆盖等优势,有助于增强太空能源开发能力,提升全域覆盖和抗干扰能力,拓展网络应用边界,具有战略价值和产业前景。
然而,热情的畅想之外,是冷静的现实。多位专家提醒,将算力部署到太空,距离“好用”“用得起”还有很长的路要走——成本、散热、组网以及商业模式等问题,尚未找到令人满意的答案。
算力上天,为何是必然趋势?
地面算力正面临“能耗怪兽”的困扰。中国信息通信研究院数据显示,2025年我国算力中心耗电量达1960亿千瓦时,同比增长18.1%,预计到2030年将攀升至5000亿至7000亿千瓦时,占全社会用电量比重显著上升。能源、土地、散热成本成为制约算力扩张的三大瓶颈。
而太空,提供了一个看似遥远却极具吸引力的解决方案:
无尽太阳能:轨道上可24小时获取太阳能,不受昼夜与天气影响,为高能耗AI训练与推理提供稳定、零碳能源。
天然散热环境:真空环境虽无法风冷,但可通过热辐射高效散热,避免地面数据中心庞大的冷却系统。
物理安全与全球覆盖:轨道基础设施天然难以接近,适合部署敏感AI模型;同时可为全球偏远地区提供实时智能服务,如应急救灾、海洋观测、极地科考等。
国家航天局商业航天司副司长于国斌透露,国家航天局已牵头启动“太空智能算力星座”专项论证,目前工作正有序开展。发展太空算力,已成为突破地面瓶颈、抢占空天战略资源、构建全球泛在算力网络的迫切需求。
“算通热能”四重关,关关不易
尽管前景广阔,但技术挑战极为严峻。国星宇航首席运营官刘京晶将难点概括为“算、通、热、能”四大关卡:
算——抗辐照芯片之困:太空中的高能粒子会导致芯片单粒子翻转、闩锁甚至永久损坏。目前高性能AI芯片尚未实现抗辐照,需依赖轻度定制或专用芯片,成本高昂。
通——星间激光建链难题:实现高速稳定的星间激光通信,是构建“太空数据中心网络”的关键。当前跟踪精度、建链稳定性仍待突破。
热——真空散热系统性难题:真空环境中风冷失效,液冷系统需解决微通道设计、循环泵可靠性、工质稳定性等问题。刘垚圻透露,一个3P算力的在轨计算机项目,曾因一个微小气泡导致地面测试反复归零,耗时一年。
能——大规模供电系统构建:需构建新型能源系统,支撑数百瓦级AI芯片持续运行,对太阳能电池阵与储能系统提出极高要求。
此外,成本瓶颈突出。北京空间飞行器总体设计部研究员宋政吉指出,目前太空建算力的成本比地面贵一个数量级,预计还需10年左右才能与地面持平。
组网协同亦存挑战。北京邮电大学计算机学院院长王尚广形象概括为:“天上一张网、地上一张网,网网不同;傻星、滞星、呆星并存;星上算力不够、地上算力不及,算算失衡。”亟需从底层硬件到操作系统全栈协同。
哪些金属将成“星际基建”关键?
太空算力的工程化落地,将直接拉动一批关键金属材料的需求:
镓(Ga)与锗(Ge):用于高效太阳能电池与红外光学系统,是卫星能源与成像的核心材料。
铟(In):用于高光谱相机与红外探测器,支撑“找鱼”等遥感应用。
钨(W)与钼(Mo):高熔点金属,用于散热结构与高温部件,应对极端温差。
稀土元素(如钕、镝):用于高性能永磁电机与星载通信设备,支撑卫星姿态控制与数据传输。
铝(Al)与钛(Ti):轻质高强材料,广泛用于卫星结构与散热面板。
这些金属将成为“太空新基建”的隐形支柱,其供应链安全与价格波动将直接影响太空算力发展节奏。
商业闭环何在?谁来为“天上的电脑”买单?
技术突破只是第一步,真正的挑战在于商业闭环。清华大学教授陆建华直言:“如果解决不了谁来买单、在哪赚钱,产业做得再大,也会后患无穷。”
目前,应用场景正在探索。国星宇航已与上海交通大学完成试验:通过自然语言指令远程调用太空算力,操控地面人形机器人。未来可在应急救援、远洋作业、无人矿山等场景赋能机器人持续工作。
赵策表示,工信部将支持在低空经济、应急通信、遥感实时处理等领域开展数据在轨处理,探索“通导遥算”一体化服务创新,推动算力与卫星互联网融合,加速商业循环。
展望:2026-2035,太空算力十年演进路线图
2026-2028年:轨道计算成为现实。首批模块化AI数据中心在近地轨道部署,聚焦政府、气候建模、高安全AI工作负载。
2028-2030年:自主AI运行基础设施。AI代理自主调度资源,管理功耗,协调卫星网络。
2030-2032年:太空计算成地缘政治资产。轨道计算储备、频率争夺、军用AI模型上轨,成为国家战略杠杆。
2032-2035年:地外智能兴起。最先进AI系统部分在轨运行,实现“地球-太空混合认知”。
正如中国科学院计算技术研究所副研究员刘垚圻所言:“未来,渔民问卫星在哪有鱼,应用开发者抽10%服务费。”这不仅是技术愿景,更是一个全新商业生态的起点。
算力上天,已非幻想。但通往星辰的算力之路,仍需跨越成本、技术与商业的三重峡谷。唯有产学研协同攻坚,方能让“天上的电脑”真正落地生根,服务人类。
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