财π新闻 人造卫星长期以来在通信、导航、遥感、科学探测等多个领域承担着关键作用，如今中国科学家正推动卫星功能的全新拓展，为其搭载专属的计算能力，也就是将算力部署到太空环境中，这一被形象称为把算力“打”上天的探索，正在逐步从前沿构想转化为落地实践。2025年5月，我国将全球首个太空计算卫星星座“星算”送入太空，该星座首发12颗卫星，每颗卫星均搭载了星载智算系统、星间通信系统，具备太空计算、太空互联能力，这一工程实践也标志着我国在太空算力赛道迈出了实质性的第一步。

中国科学院微小卫星创新研究院研究员郑文在中国科学院《科学公开课》中介绍，计算卫星就像是把人们常用的笔记本电脑“打”到天上去了，使得原来要在地上处理的数据，可以在天上得到及时处理。传统的卫星就像“只会拍照的相机”，在太空采集数据后，要把海量的原始信息全部传回地面机房，再由超级计算机进行分析决策，整个过程需要耗费大量的传输时间和链路资源。而太空算力，相当于把抗辐射芯片、服务器、存储设备全都部署到太空中的卫星上，让多颗卫星进行组网，相当于给卫星装上了“AI超级大脑”，这样就不用把大量数据传回地面，可以直接在太空就地采集、就地分析、就地决策，只把最有价值的结果传回地面。未来，相关团队还计划通过星簇或星群组网形成统一的算力供给，最终希望在太空直接建造一个超大型算力中心，甚至规划在太空中间建造一个边长4000米×4000米的航天器，来提供无限算力，真正在太空建立起计算的基础设施，给每一个人提供算力服务。

之所以要推动算力向太空部署，首先源于地面算力发展正在遭遇多重现实瓶颈。随着人工智能产业爆发式增长，算力需求持续攀升，地面数据中心正面临能源、土地、散热等多重挑战。据相关测算，2024年至2030年，我国数据中心用电量年均增速将达约20%，远超全社会用电量增速，许多超算中心的耗电量已堪比小型城市，电力扩容受制于资源约束、散热瓶颈、审批流程等多重因素，供需落差持续拉大，地面算力的扩张之路逐渐收窄。同时，当前国内的算力设施高度依赖地面基建，在远海、极地、沙漠等区域存在覆盖盲区，抗毁能力也不足，全球自然灾害频发、地缘政治日趋复杂，对算力实时响应提出了前所未有的高要求。大量的企业“走出去”，需要大规模天基遥感、气象等数据存储处理，对数据资产安全提出更高要求。此外，我国算力资源整体利用率仍处结构性分化状态，据业内估算，算力资源整体利用率不足70%，部分新建智算中心利用率甚至低于30%，但太空算力要解决的并非算力总量不足的问题，而是算力资源如何更优配置、在何处部署更为高效的问题，其核心价值在于让算力贴近数据源头。当前，太空每天产生海量遥感数据，绝大部分需回传地面处理，这带来两方面突出矛盾，一方面受星地传输窗口和链路能力限制，数据从采集到处理完成往往需要数小时甚至更长时间，难以满足灾害监测、应急响应等场景对分钟级乃至秒级实时性的要求，另一方面海量原始数据全部下传，对宝贵的星地链路资源造成巨大压力，且传输成本高昂，若能在轨完成智能处理、特征提取与初步决策，仅下传高价值信息，将大幅提升系统整体效率和时效性。部分地面智算中心利用率偏低，更多源于建设与应用脱节、跨域调度机制不畅等问题，太空算力则遵循“需求牵引”的建设逻辑，直接面向太空中地面算力无法有效覆盖的特定应用场景，属于产业升级的自然延伸，而非对地面算力的简单重复建设。

与地面算力中心相比，太空算力拥有多个天然的独特优势。首先是能源层面，太阳一直在太空持续释放能量，太阳能资源持续可得，完全可以为在轨算力设施提供稳定的绿色能源供给，大幅缓解地面算力中心的供电压力。其次是热管理层面，空间中背日面温度极低，天然的真空超低温环境能够为算力设备提供良好的散热条件，地面数据中心通常有近40%的电力要用于散热，而太空算力依托天然环境优势，能够大幅降低散热环节的能耗，实现绿色低碳的计算服务。除此之外，太空算力通过激光通信组网，能够实现全球无缝覆盖，不再受限于地面光纤和基站的布局限制，远洋船舶、极地科考、偏远山区等地面信号难以覆盖的区域，都可以获得稳定的算力服务，真正消除数字覆盖的盲区。更关键的是，算力卫星直接在轨处理数据，将灾害预警、资源监测等场景的数据时效从数小时压缩至秒级，这是地面算力无法实现的性能提升。

太空算力的应用场景覆盖多个关键领域，能够为不同行业带来全新的服务模式。在应急与灾害监测领域，它可以快速识别火点、洪水、地震损毁等灾害特征，为防灾减灾赢得黄金窗口，森林火灾、地震、台风等灾害发生时，传统地面处理模式需要等待数小时才能拿到分析结果，太空算力可以实现秒级识别、分钟级预警，早一秒完成响应就能为生命救援争取更多空间。在智慧农业领域，太空算力可以实时监测作物长势、识别病虫害、评估旱涝风险，为农业生产提供精准的动态数据支撑。在广袤海域和极地冰原区域，太空算力可独立完成非法捕捞识别、冰层分析等任务，无需将海量原始影像数据传回地面，大幅提升海洋管理和极地科考的工作效率。除此之外，太空算力还可以围绕遥感实时处理、通信增强、时空信息等场景发掘应用，探索“通导遥算”一体化服务创新，支持在低空经济、应急通信等领域开展数据在轨处理，促进算力与卫星互联网等融合发展。

目前，我国是率先实现太空计算星座在轨组网运行的国家，在工程实践与商业落地速度上已走在世界前列，在太空算力赛道处于全球“第一梯队”。除了我国之外，不少国家都在加紧布局太空算力，美国SpaceX公司计划在近地轨道部署百万颗卫星构建太空“轨道云”，俄罗斯正推进“球体”星座算力升级，日本也在聚焦地球观测数据的在轨处理，全球范围内的太空算力产业竞争正在持续升温。低轨空间与频谱资源具有稀缺性，各国遵循“先申先得”的规则开展资源申请，越早布局才能抢占更多有利位置，为未来发展赢得主动权。

不过，将算力部署到太空的探索并非一帆风顺，背后并存的是极端环境的严峻挑战，这也是至今未能大规模实现太空计算的核心原因。第一个难题是散热，太空中没有空气，散热只能靠辐射散热，因此太空算力中心就需要巨大的辐射散热面积，才能保障高负载运行的算力设备维持在正常工作温度区间。第二个难题是高能粒子辐射，计算机底层依赖电子“0”和“1”的开关状态，而高能粒子一旦穿透芯片，会把电子打翻，原本是“0”的地方可能就变成“1”了，原来的“开”就变成了“关”，这样一来，输出的信息就会变成乱码，直接影响计算结果的准确性。除此之外，大功率算力卫星平台研制、卫星的低功耗设计、天地联动机制、在轨故障维修、经济成本控制等一系列技术和运营层面的难题也亟待突破。

为了推动太空算力产业的有序发展，国内多个地区和相关机构已经启动了系统性的布局工作。在北京东南角，北京太空智算研究院由国家信创园联合京东方、银河航天、蓝箭航天、星河动力、观宇芯算、长鑫集电等多家企业成立，布局建设太空算力领域技术研发平台、中试验证平台、在轨测试平台、共性技术服务平台与成果转化基地，并依托中国信息通信研究院牵头组建“太空算力专业委员会”，构建“公司+联盟”协同架构，系统构建太空算力技术体系与产业生态。北京市经济和信息化局党组成员、副局长苏国斌表示，下一步，北京将从共性技术攻关、产业生态完善、精准政策扶持、国际开放合作四方面发力，突破星载芯片、星地通信等关键技术，拓展多领域场景应用，培育优质经营主体，面向全球汇聚产业资源，致力打造全球太空算力产业核心策源地。近期，在天津举行的2026世界智能产业博览会人工智能与太空数智设施发展交流会上，国家超级计算天津中心联合航天神舟科技公司、飞腾、曙光、中电科蓝天、特种化学电源全国重点实验室等京津冀地区合作方，宣布组建“太空数智基础设施联合攻关体”，该攻关体聚焦天地一体算力基础设施，力争全链条协同创新，在关键技术领域取得实质性、关键性突破。国网天津市电力公司高压分公司已经提前布局了500千伏变电站一座、220千伏变电站两座，目前三座变电站已经建设完成投入使用，为算力枢纽提供“零闪动、零差错、零停运”的电力支撑，截至目前，2026年天津地区智算中心产业用电量同比增长65.68%。在软硬件保障方面，天津拥有国内相对完整的国产算力全栈软硬件产业链条，自主可控底座优势突出，硬件端集聚中科曙光、飞腾、海光等行业龙头企业，可提供超算、人工智能服务器整机硬件，为太空算力相关技术攻关提供了坚实的产业支撑。

工业和信息化部信息通信发展司副司长赵策介绍，后续将围绕遥感实时处理、通信增强、时空信息等场景发掘太空算力应用，探索“通导遥算”一体化服务创新，支持在低空经济、应急通信等领域开展数据在轨处理，促进算力与卫星互联网等融合发展。工业和信息化部还将支持相关单位积极开展太空算力技术前瞻性研究，逐步建立覆盖软硬件、网络、安全等环节的标准体系，推动星载抗辐射芯片、星间激光通信等技术和产品研发，加快太空算力产业生态培育。

将算力送上天并非最终目标，而是实现自主智能的关键一步。例如，让中国空间站的机械臂拥有能够计算的“大脑”，从而实现代替航天员执行舱外操作的目标。除了自主操作外，科学家们还希望卫星能够更智能地去完成一些任务，中国科学院微小卫星创新研究院正在设计一款未来航天器——“哪吒（NEZHA）”，它有“三头六臂”，能变形，还能在太空中自主飞行，多了两个手臂，可以自主执行维修任务，例如，有一些卫星坏了或者没有能源了，就可以把这些小“哪吒”派出去，进行维修、修复。只有把人工智能、算力与卫星深度结合，一同送上太空，未来才能真正建造属于人类的太空基地。

(编辑：曹凤芹)