“人算”不如“天算”

當(dāng)前，在大國競爭的兩大新興戰(zhàn)場——太空與人工智能——正在出現(xiàn)深度融合的趨勢，并由此催生一個新的業(yè)態(tài)：太空算力。

太空算力是指將數(shù)據(jù)中心部署到太空環(huán)境（一般是近地軌道）。它的興起意味著：

? 算力資源將得以突破地面能源、空間與水資源的制約，向太空進(jìn)行延伸；

? 太空無人環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心建設(shè)、運行、維護(hù)，將為AI創(chuàng)造全新的應(yīng)用場景。

在這個背景下，全球主要大國尤其中美兩國，正開始加速布局：

5月14日，由之江實驗室牽頭、國星宇航實施的全球首個進(jìn)入常態(tài)化運營的太空計算星座——“三體計算星座”——首批12星成功發(fā)射入軌，目標(biāo)實現(xiàn)2800顆算力衛(wèi)星組網(wǎng)，并與地面超100個算力中心互聯(lián)互通。

10月3日，亞馬遜創(chuàng)始人貝佐斯提出未來10到20年將在軌構(gòu)建千兆瓦級的AI算力集群。

11月2日，美國初創(chuàng)企業(yè)Starcloud與SpaceX合作，將搭載英偉達(dá)H100 GPU和谷歌Gemini大模型的衛(wèi)星送入軌道，旨在驗證高端AI算力與復(fù)雜模型在軌運行的可行性。

11月4日，馬斯克表示將擴(kuò)大星鏈V3衛(wèi)星規(guī)模，建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心，目標(biāo)在4-5年內(nèi)通過星艦完成每年100GW的數(shù)據(jù)中心部署。

11月5日，谷歌CEO皮查伊宣布啟動“捕日計劃”，計劃2027年與Planet Labs合作發(fā)射兩顆原型衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星攜帶4個TPU，驗證太空軌道大規(guī)模計算能力。

11月27日，北京市科委等機(jī)構(gòu)宣布將在700～800公里軌道建設(shè)運營大規(guī)模太空數(shù)據(jù)中心。目前，首顆算力試驗衛(wèi)星“辰光一號”已完成研制。

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太空算力：三條主戰(zhàn)略航道的交匯點

太空算力是人工智能對全球?qū)崟r、超低延時、巨量數(shù)據(jù)處理的剛性需求，與航天技術(shù)邁向低成本、規(guī)模化商業(yè)時代這一歷史進(jìn)程的必然交匯。布局太空算力，標(biāo)志著三條核心產(chǎn)業(yè)與戰(zhàn)略邏輯的匯聚與閉環(huán)：

首先，是破解地球能源與環(huán)保瓶頸的最優(yōu)解。

數(shù)據(jù)中心的高能耗始終是全球算力競爭的關(guān)鍵制約因素，主要源于電力和散熱兩大需求。2015年，微軟啟動“納蒂克項目”，率先嘗試?yán)煤５椎蜏丨h(huán)境解決數(shù)據(jù)中心的持續(xù)冷卻難題。但海底數(shù)據(jù)中心無法避免對海洋生態(tài)的影響，且至今技術(shù)成熟度依然有限。

隨著人工智能飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心能耗進(jìn)一步急劇上升。AI大模型所需算力每兩年以15～16倍速度增長，能源消耗也呈現(xiàn)指數(shù)級攀升。國際能源署預(yù)測，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心耗電量將達(dá)到945太瓦時，超過日本當(dāng)前全國用電總量。若不采取有效措施，到2035年僅訓(xùn)練頂級大模型所消耗的能源，就可能接近全球電力總供應(yīng)量。

在此背景下，向地外尋求新的能源與計算空間就成為必然趨勢。而太空環(huán)境恰好能同時解決數(shù)據(jù)中心的能源和散熱兩大難題：

近地軌道可實現(xiàn)接近全天候的高強(qiáng)度太陽能接收，理論發(fā)電效率最高可達(dá)地面條件的5倍，這為人類提供了提供了潛力巨大的清潔能源來源；

接近-270℃的宇宙深冷空間，則是一個天然的巨型散熱場，無需消耗寶貴的水資源和開發(fā)復(fù)雜的液冷系統(tǒng)。

其次，是發(fā)展太空經(jīng)濟(jì)、迎接“大航天時代”的必經(jīng)之路。

以“南天門”、“月球城”等為代表的下一代航天構(gòu)想，其實現(xiàn)離不開三大核心能力的同步構(gòu)建：

? 太空工業(yè)，地外資源開發(fā)與在軌制造；

? 天基生態(tài)，可自主運行的太空基地；

? 天地協(xié)同，高效可靠的運輸與一體化調(diào)度系統(tǒng)。

這三大支柱共同構(gòu)成了可持續(xù)太空存在的基石。

就當(dāng)前而言，實現(xiàn)這一遠(yuǎn)景的關(guān)鍵起步，正是推動航天產(chǎn)業(yè)完成一場深刻的價值躍遷——從以地球為中心的“地心模式”向以太空為基地的“天基模式”轉(zhuǎn)型，將人類的生產(chǎn)力與活動能力系統(tǒng)性向地外延伸，構(gòu)建在軌的大規(guī)模、深度服務(wù)能力。太空算力，是這一躍遷中最具象、最核心的終極產(chǎn)品：

部署智能計算星座，不僅能為地面的全球通信、遙感、導(dǎo)航等需求提供高速服務(wù)，更能為在軌制造、空間探索等太空活動提供即時算力支撐。這既是近地軌道經(jīng)濟(jì)活動的現(xiàn)實需求，也為未來更深遠(yuǎn)的太空開發(fā)奠定了不可或缺的商業(yè)基礎(chǔ)。

最后，是智能時代的空天生態(tài)基石。

傳統(tǒng)的衛(wèi)星作業(yè)普遍采用“天感地算”模式，即衛(wèi)星作為被動的數(shù)據(jù)采集器，將海量原始數(shù)據(jù)通過有限的星地鏈路傳回地面處理。這一模式存在兩大瓶頸：

其一，超過90%的無效或冗余數(shù)據(jù)擠占寶貴帶寬，信息傳遞效率低下；

其二，從數(shù)據(jù)采集到地面分析、決策響應(yīng)的周期往往長達(dá)數(shù)小時，無法滿足時效性要求極高的應(yīng)用場景。

因此，衛(wèi)星自身亟需向智能化轉(zhuǎn)型，升級為能夠在軌完成感知、計算與決策的“軌道智能體”，其變革意義堪比從功能手機(jī)到智能手機(jī)、從傳統(tǒng)汽車到智能汽車的跨越。

太空算力正是這一轉(zhuǎn)型的核心引擎。它將衛(wèi)星作業(yè)模式革新為“天算天決”，使衛(wèi)星能夠利用星載算力或天基數(shù)據(jù)中心，對數(shù)據(jù)進(jìn)行即時處理與智能分析，僅將諸如“火災(zāi)精確坐標(biāo)”、“洪澇淹沒范圍”或“特定目標(biāo)識別結(jié)果”等高價值、輕量化的信息產(chǎn)品下傳。

這一變革將關(guān)鍵應(yīng)用的響應(yīng)時間從“小時級”壓縮至“秒級”，也為構(gòu)建一個實時、智能、自主的空天地一體化信息生態(tài)奠定基礎(chǔ)。

同時，太空環(huán)境固有的無人化與高度自動化屬性，為AI技術(shù)帶來了極其豐富的全新應(yīng)用方向。從空間站的自主運維、衛(wèi)星星座的智能協(xié)同，到深空探測器的自主決策、太空資源的機(jī)器視覺識別，在軌工廠、太空基地的自主運行……這些場景都迫切需要并必將催生更強(qiáng)大、更可靠的AI系統(tǒng)。

這本質(zhì)上是航天所創(chuàng)造的極端復(fù)雜物理場景與AI驅(qū)動的智能化需求之間的雙向促進(jìn)：航天為AI提供了終極的“試驗場”與“需求引擎”，而AI則為航天賦予了前所未有的“自主能力”與“效率倍增器”。兩者相互賦能，共同構(gòu)成一個正向循環(huán)，推動人類智能活動從地球向星辰大海全面延伸，開啟一片繁榮的新疆域。

由此可見，太空算力建設(shè)攸關(guān)人類邁向太空的進(jìn)程與AI產(chǎn)業(yè)深度發(fā)展前景。而航天與人工智能天然的軍事屬性與應(yīng)用前景，也決定了太空算力對于國家安全與未來戰(zhàn)略主動權(quán)的關(guān)鍵重要性。誰能率先構(gòu)建起成熟的天基智能信息處理能力，誰就將在未來的科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至軍事競爭中占據(jù)優(yōu)勢位置。這場競賽，關(guān)系到未來數(shù)十年的發(fā)展格局。

當(dāng)前，我們已經(jīng)在工業(yè)化領(lǐng)域取得獨一無二的領(lǐng)先優(yōu)勢，并在航天、人工智能等尖端技術(shù)方向上，進(jìn)入從跟進(jìn)、并跑到部分領(lǐng)跑的關(guān)鍵突破階段。然而，角逐“大航天時代”與新一輪產(chǎn)業(yè)革命的主導(dǎo)權(quán)，是一場關(guān)乎綜合國力厚度、戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)韌性與長期制度效能的頂層較量。

經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡的美國，正在將太空和人工智能視為其重塑國家競爭力的核心戰(zhàn)略支點。依托成熟的軍民融合體系與深厚的科技積累，美國正以國家意志推動經(jīng)濟(jì)與軍事雙軌驅(qū)動的系統(tǒng)性布局，其戰(zhàn)略定力與推進(jìn)速度不容小覷。對此，我們必須以更具前瞻性的戰(zhàn)略眼光和更堅實的產(chǎn)業(yè)體系加以應(yīng)對。

戰(zhàn)略落地難點

盡管有著特殊重要的戰(zhàn)略價值，但太空算力落地也面臨從概念到工程系統(tǒng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，除了航天與計算技術(shù)在極端環(huán)境下的可靠性突破以外，還涉及商業(yè)閉環(huán)構(gòu)建、太空安全防御與空間治理等系統(tǒng)性難題，遠(yuǎn)非單一企業(yè)或部門所能主導(dǎo)。

發(fā)展太空算力，對國家戰(zhàn)略頂層設(shè)計、綜合實力與系統(tǒng)性工程能力提出了前所未有的高要求。這一要求，具體體現(xiàn)在三個逐級遞進(jìn)、緊密耦合的層面：

第一層：國家戰(zhàn)略與愿景牽引

要求國家層面形成清晰、堅定且具有感召力的整體戰(zhàn)略。它必須超越個別項目層面，確立“大航天時代”的宏偉愿景，并將太空算力明確定義為實現(xiàn)“空天地一體化”智能未來的核心國家基礎(chǔ)設(shè)施，從而凝聚長期共識、引導(dǎo)全社會資源投入。

第二層：產(chǎn)業(yè)生態(tài)與系統(tǒng)構(gòu)建

產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的核心，在于同步推進(jìn)如下三大戰(zhàn)略支柱的產(chǎn)業(yè)化：

? 太空工業(yè)基礎(chǔ)：發(fā)展地外資源利用、在軌制造與組裝能力，為天基設(shè)施建設(shè)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

? 天基生態(tài)建設(shè)：建設(shè)包括能源、制造、服務(wù)、信息通信、交管、安全防御等在內(nèi)的可持續(xù)自主運行天基基礎(chǔ)設(shè)施閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。

? 天地協(xié)同系統(tǒng)：打造高效、低成本、可重復(fù)使用的地空雙向物流與數(shù)據(jù)通道，包括大規(guī)模可復(fù)用天地往返運輸系統(tǒng)與空天地一體化網(wǎng)絡(luò)等。

同時，必須打通軍民深度融合的路徑機(jī)制，在衛(wèi)星平臺、運載火箭、頻譜資源等關(guān)鍵節(jié)點實現(xiàn)能力共享與系統(tǒng)突破。

第三層：關(guān)鍵技術(shù)與工程突破

這要求在最底層的技術(shù)攻關(guān)上集中力量，解決戰(zhàn)略實施瓶頸。重點包括：

? 高可靠、高性能的星載計算芯片；

? 大規(guī)模星座的智能協(xié)同與組網(wǎng)技術(shù)（高速激光星間鏈路、動態(tài)路由協(xié)議等）；

? 在軌自主運維與能源管理技術(shù)。

這一層的技術(shù)突破是前兩層戰(zhàn)略構(gòu)想得以實現(xiàn)的物理基石。

當(dāng)然，對于我國而言，當(dāng)前還面臨一個重要關(guān)口——大規(guī)模、低成本、高可靠的太空運輸能力。這是我國當(dāng)前商業(yè)航天或者說航天技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中一個比較有代表性的問題：真正的挑戰(zhàn)并不在于尖端原理的實驗室論證，而在于面向規(guī)模化需求場景，將已驗證技術(shù)轉(zhuǎn)化為可批量生產(chǎn)、且具備穩(wěn)定商業(yè)競爭力的工業(yè)制成品與系統(tǒng)服務(wù)能力。當(dāng)基礎(chǔ)技術(shù)和工業(yè)制造能力都不是問題的時候，關(guān)鍵就在機(jī)制能否高效暢通（參見文章《》），實現(xiàn)。

突破運力瓶頸，也是我國邁向“大航天時代”必須完成的“工業(yè)化筑基”。沒有將每公斤載荷進(jìn)入軌道的成本降低一個數(shù)量級，任何關(guān)于大規(guī)模空間資源開發(fā)、天基制造乃至巨型星座部署的商業(yè)藍(lán)圖都將是空中樓閣。它直接決定了我們能否以可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)模式，將足夠的物資與設(shè)備送入太空，從而為“太空工業(yè)”與“天基生態(tài)”兩大戰(zhàn)略支柱提供堅實的物流基礎(chǔ)。

因此，可重復(fù)使用火箭、重型運載火箭的突破，不僅是技術(shù)問題，更是決定整個太空經(jīng)濟(jì)閉環(huán)能否有效啟動的核心經(jīng)濟(jì)前提。

各國相關(guān)技術(shù)儲備與實施路徑

面對上述挑戰(zhàn)，中美歐等主要參與方基于自身技術(shù)積淀、產(chǎn)業(yè)生態(tài)和戰(zhàn)略訴求，呈現(xiàn)出差異顯著的發(fā)展路徑。

一、中國：國家戰(zhàn)略牽引與工程推進(jìn)

核心路徑：在國家頂層戰(zhàn)略（如“航天強(qiáng)國”）統(tǒng)籌下，采用“國家主導(dǎo)、大工程牽引、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同”的模式。通過“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”等國家級重大工程，系統(tǒng)性拉動從運載火箭、衛(wèi)星制造到地面應(yīng)用的全鏈條突破。在太空算力布局上以區(qū)域性規(guī)劃（比如北京、浙江等）為主。

技術(shù)上當(dāng)前側(cè)重全鏈條突破與工程實現(xiàn)：

? 瓶頸攻堅：集中力量攻關(guān)重型運載火箭與可重復(fù)使用航天器，以突破規(guī)模化進(jìn)入太空的運力瓶頸。

? 系統(tǒng)構(gòu)建：同步突破能源與散熱、在軌組裝等太空數(shù)據(jù)中心專用技術(shù)，積極推進(jìn)高通量衛(wèi)星通信、北斗導(dǎo)航增強(qiáng)等自主天基系統(tǒng)，并探索太空太陽能電站等遠(yuǎn)期方向。

? 應(yīng)用牽引：發(fā)展“天數(shù)天算”、“天基主算”等應(yīng)用模式。

? 前沿探索：在空間核電源、在軌3D打印等變革性技術(shù)領(lǐng)域部署前瞻性研究。

二、美國：體系驅(qū)動與商業(yè)先行

核心路徑：依托全球最成熟的商業(yè)航天生態(tài)和底蘊(yùn)深厚的軍事航天體系，通過“軍民雙軌強(qiáng)力驅(qū)動、激勵企業(yè)競爭性創(chuàng)新”的機(jī)制實現(xiàn)快速迭代。具體而言，由NASA、美國太空軍等國家機(jī)構(gòu)扮演“錨定需求、輸出技術(shù)、購買服務(wù)”的角色——提出最前沿的任務(wù)需求（如月球門戶、軍用衛(wèi)星星座），通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮贤c安全保密機(jī)制，將基礎(chǔ)技術(shù)甚至原型任務(wù)“下放”給商業(yè)公司，并以穩(wěn)定的訂單創(chuàng)造初始市場。此舉成功激發(fā)了以SpaceX、藍(lán)色起源為代表的企業(yè)，以前所未有的效率和成本意識，進(jìn)行可回收火箭、巨型星座等高風(fēng)險、高回報的技術(shù)創(chuàng)新。

這一模式的精髓在于，其軍民融合體系已深度制度化，實現(xiàn)了“國家戰(zhàn)略主導(dǎo)”與“市場競爭主導(dǎo)”間的無縫對接與正向循環(huán)：軍民用需求匯聚成規(guī)模化市場，驅(qū)動技術(shù)創(chuàng)新；商業(yè)創(chuàng)新成果又迅速反哺并提升國家軍事與經(jīng)濟(jì)競爭力。這并非簡單的“軍民結(jié)合”，而是一個以國家體系為后盾、以商業(yè)公司為創(chuàng)新尖兵的自我強(qiáng)化系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)競爭力與軍事優(yōu)勢上實現(xiàn)雙向促進(jìn)，持續(xù)鞏固其在整個太空領(lǐng)域，包括太空算力競賽中的系統(tǒng)領(lǐng)先地位。

相關(guān)技術(shù)儲備：

1、基礎(chǔ)運力與規(guī)模制造

? 低成本運輸：憑借獵鷹九號、星艦等可重復(fù)使用火箭的絕對領(lǐng)先優(yōu)勢，實現(xiàn)極致壓低的發(fā)射成本和前所未有的發(fā)射規(guī)模，為搶占稀缺軌道資源、部署巨型星座提供根本保障。

? 規(guī)模化制造：在衛(wèi)星平臺的批量標(biāo)準(zhǔn)化制造領(lǐng)域，擁有全球領(lǐng)先的技術(shù)與成本控制能力，是構(gòu)建太空基礎(chǔ)設(shè)施的工業(yè)基礎(chǔ)。

2、在軌計算架構(gòu)與硬件

? 尖端計算芯片：在計算芯片（英偉達(dá)GPU、谷歌TPU）領(lǐng)域保持全球領(lǐng)先，并積極將最先進(jìn)的H100等AI芯片部署至太空進(jìn)行環(huán)境驗證。

? 分布式計算網(wǎng)絡(luò)：SpaceX計劃在其龐大的 “星鏈”星座基礎(chǔ)上，通過升級V3衛(wèi)星，將上萬顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)化為一個天然的分布式太空數(shù)據(jù)中心，核心優(yōu)勢在于其現(xiàn)成的全球通信網(wǎng)絡(luò)與規(guī)模效應(yīng)。

? 專用系統(tǒng)探索：谷歌的“捕日者計劃” 旨在將自研TPU芯片與太空太陽能結(jié)合，探索從專用AI計算架構(gòu)入手的獨特技術(shù)路徑。

? 遠(yuǎn)期能源方案：持續(xù)投入空間核推進(jìn)與核電源研發(fā)，為未來深空探索和大型天基設(shè)施提供持久的能源支撐。

3、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與軟件生態(tài)

? 操作標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)：在星間激光通信、在軌服務(wù)等下一代太空操作標(biāo)準(zhǔn)上占據(jù)主導(dǎo)地位，旨在構(gòu)建體系壁壘。

? 垂直軟件生態(tài)：在AI大模型、云計算平臺、分布式系統(tǒng)軟件方面底蘊(yùn)深厚，易于構(gòu)建從底層芯片、云端平臺到上層模型的垂直整合生態(tài)，形成強(qiáng)大粘性。

4、國家基礎(chǔ)科研支撐

通過“創(chuàng)世紀(jì)計劃” 等國家項目，整合頂尖國家實驗室的超算與數(shù)據(jù)資源，攻堅前沿基礎(chǔ)科學(xué)，為太空AI等長遠(yuǎn)發(fā)展提供底層理論與算法支撐。

三、其他地區(qū)：前瞻布局，尋求合作或特色化發(fā)展

? 歐盟：將太空數(shù)據(jù)中心納入綠色轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)“低碳算力集群”的概念，其技術(shù)儲備可能更側(cè)重于空間太陽能利用、高效輻射散熱等環(huán)保相關(guān)技術(shù)。

技術(shù)上聚焦本土優(yōu)勢與基礎(chǔ)研究：

• 高端載荷：在精密制造、空間科學(xué)儀器等領(lǐng)域保有傳統(tǒng)優(yōu)勢。

• 基礎(chǔ)技術(shù)：歐空局通過“探索2040”戰(zhàn)略，系統(tǒng)培育在軌服務(wù)、軌道機(jī)器人等關(guān)鍵技術(shù)，并率先完成全球首次太空金屬3D打印試驗；同時與歐盟共建量子通信網(wǎng)絡(luò)，計劃2026年發(fā)射首顆量子密鑰分發(fā)衛(wèi)星Eagle-1，布局量子衛(wèi)星等顛覆性領(lǐng)域。

• 綠色可持續(xù)：強(qiáng)調(diào)太空活動的可持續(xù)性，推動相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)制定，倡導(dǎo)負(fù)責(zé)任的太空開發(fā)與利用。

? 中東（如阿聯(lián)酋）：通過Madari Space等公司提出低軌算力網(wǎng)絡(luò)計劃，意圖滿足區(qū)域性的在軌數(shù)據(jù)處理需求，其發(fā)展依賴于國際技術(shù)合作與資本投入。

總結(jié)

發(fā)展太空算力，其戰(zhàn)略價值在于同時激活了三大產(chǎn)業(yè)變革：

為航天技術(shù)開辟了規(guī)模化、高附加值的全新市場；

為人工智能延展了近乎無限的太空應(yīng)用場景；

正在孕育一個以在軌智能體——智能化衛(wèi)星為核心的超級賽道。

這場競賽的本質(zhì)，是中美兩國不同創(chuàng)新體系與戰(zhàn)略資源組織模式在下一個戰(zhàn)略制高點的直接投射。其未來走向?qū)⑷Q于：誰能更系統(tǒng)性地攻克技術(shù)瓶頸、更高效地構(gòu)建從技術(shù)到市場的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，從而在可持續(xù)的太空經(jīng)濟(jì)與戰(zhàn)略布局中確立主導(dǎo)權(quán)。

可以預(yù)見，未來五到十年將是技術(shù)路線競爭與早期市場定義的關(guān)鍵窗口期，我們將見證不同技術(shù)驗證星的密集發(fā)射、多種架構(gòu)的比拼，以及探索性商業(yè)應(yīng)用的初步落地。

長期來看，太空算力并非要取代地面計算，而是將與云計算、邊緣計算融合，共同構(gòu)成一個全域覆蓋、實時響應(yīng)、智能協(xié)同的“空天地一體化”立體計算網(wǎng)絡(luò)，成為應(yīng)對全球性挑戰(zhàn)與探索科學(xué)前沿的下一代基礎(chǔ)設(shè)施。

因此，這場競賽的決勝點，不僅在于關(guān)鍵技術(shù)的單點突破，更在于誰能夠率先構(gòu)建起一個穩(wěn)定可靠、成本可控且生態(tài)繁榮的太空算力基礎(chǔ)設(shè)施與應(yīng)用體系。這正是在數(shù)字文明向太空拓展的時代，掌握發(fā)展主動權(quán)的核心所在。