就在5月14日12時12分，我國于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心利用長征二號丁運載火箭，成功將太空計算衛(wèi)星星座發(fā)射升空。衛(wèi)星順利入軌，標(biāo)志著此次發(fā)射任務(wù)圓滿完成。（此消息由新華社發(fā)布）

“星算”計劃則由國星宇航主導(dǎo)，致力于打造一個由2800顆算力衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)組成的天基算力網(wǎng)絡(luò)。此舉將助力我國在全球范圍內(nèi)率先建成太空智算基礎(chǔ)設(shè)施，從而更有效地滿足太空邊緣計算以及地面人工智能特殊場景下的市場需求。

那么，何為計算星座呢？在過去，衛(wèi)星主要承擔(dān)通信、導(dǎo)航、遙感等任務(wù)。而計算衛(wèi)星則被定義為繼這三種衛(wèi)星之后的第四種衛(wèi)星類型，且未來有望成為前三種衛(wèi)星的基礎(chǔ)。通過衛(wèi)星間的互聯(lián)互通，將形成一個全新的網(wǎng)絡(luò)體系——計算星座。

至于“三體計算星座”的命名由來，則是源于牛頓提出的“三體問題”。該問題的本質(zhì)在于，當(dāng)存在三個或更多對象協(xié)同工作時，它們之間的相互作用關(guān)系極為復(fù)雜，猶如天體間的引力作用一般。

2

為何要將算力送上天

太空從此有了AI大腦

我們講了那么多年的云計算，事實上我們的計算是在地面上，一個自然的問題，就是我們能不能把計算帶到太空去，因為那里有更多的需求。在2023年的時候，在太空上，大概有7000多個在軌衛(wèi)星，最大的變化是在下面的幾年，可能是三年，可能是五年，大概會有8萬個衛(wèi)星在上面，會有10倍以上的衛(wèi)星在上面，這是一個非常大的數(shù)字和變化。

——中國工程院院士 之江實驗室主任

王堅

為何要將算力“送上天”？

實際上，利用計算星座開展“天算”已然成為全球科技發(fā)展的一個新趨勢。歐洲、美國等國家和地區(qū)都在積極推進(jìn)將數(shù)據(jù)中心“搬上太空”的計劃。那么，為何要舍棄地面現(xiàn)有的便利條件，而選擇將算力送入太空呢？

通常，衛(wèi)星在獲取數(shù)據(jù)后，需要先將這些數(shù)據(jù)傳回地面，再由地面的數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行解析處理，這種模式屬于傳統(tǒng)的“天感地算”。然而，中國工程院院士、之江實驗室主任王堅指出，太空中的算力資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足衛(wèi)星日益增長的算力需求。而且，當(dāng)前模式還面臨著數(shù)據(jù)無法順利傳回地面、無效數(shù)據(jù)占比過高以及數(shù)據(jù)處理時效性差等諸多問題。“以太陽觀測為例，我國發(fā)射的每顆衛(wèi)星每天會產(chǎn)生高達(dá)500G的觀測數(shù)據(jù)，但最終僅有20G的數(shù)據(jù)能夠成功傳回地面?！?/p>

此外，能耗問題也是推動算力“上天”的一個重要因素。地面數(shù)據(jù)處理中心對能源的依賴程度極高，需要消耗大量的水電資源。相比之下，計算星座的能源來源則是取之不盡、用之不竭的100%純太陽能。隨著運營年限的增加，其成本將逐漸降低。

“三體計算星座”將通過在軌實時處理數(shù)據(jù)的方式，將數(shù)據(jù)處理時間從傳統(tǒng)的天級、小時級大幅縮短至分級、秒級，從而有效解決傳統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理效率低下的瓶頸問題。這一創(chuàng)新將推動太空數(shù)據(jù)處理模式從“天數(shù)天算”甚至“地數(shù)天算”向更高效的方向轉(zhuǎn)變，為人工智能在太空領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展注入新的動力。

太空算力有啥用？：

算力上天，將給我們帶來什么呢？專家介紹，這不僅是推動太空技術(shù)發(fā)展，比如為近地軌道的航天器、月球、火星探測等提供關(guān)鍵算力的支持，還為未來大規(guī)模的算力驗證以及地面、低空場景支持開辟了新的一種可能。

國星宇航執(zhí)行副總裁 趙宏杰：讓衛(wèi)星互聯(lián)互通，在太空側(cè)提供高性能計算和數(shù)據(jù)處理的能力，將進(jìn)一步改變科學(xué)研究的范式，為眾多新質(zhì)生產(chǎn)力的場景開創(chuàng)創(chuàng)新應(yīng)用的新土壤。比如我們在賦能對地觀測和物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域，基于強大的天基計算與互聯(lián)互通，可以將傳統(tǒng)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)采集到信息服務(wù)的周期，從月級、周級或者天級的響應(yīng)時間大幅縮短至秒級。通過紅外ADS-B等多種應(yīng)用載荷搭載，能夠提供全球林火秒級監(jiān)測感知，低空飛行器實時監(jiān)測與定位，可廣泛支持應(yīng)急處突、防災(zāi)減災(zāi)、低空經(jīng)濟等低延時的需求場景。

除了時間維度的賦能，在空間維度上，太空計算中心還可以賦能衛(wèi)星數(shù)據(jù)，從二維到三維的在軌實時處理，可面向數(shù)字經(jīng)濟場景支撐衛(wèi)星三維數(shù)字孿生等應(yīng)用方向，也可為低空經(jīng)濟場景提供低空飛行器衛(wèi)星三維導(dǎo)航應(yīng)用，又可為機器人場景提供具身智能全息城市訓(xùn)練場等支持。在科學(xué)探索方面，太空計算中心也可以扮演太空智能中樞的角色，廣泛支持海量深空探測數(shù)據(jù)的實時在軌計算與處理，助力深空探測任務(wù)的計算需求與任務(wù)規(guī)劃的動態(tài)優(yōu)化。

結(jié)語：

王堅指出：“人工智能絕不能因算力不足而在太空領(lǐng)域缺席。”他強調(diào)，“三體計算星座”的搭建，將極大拓寬太空應(yīng)用的可能性范疇。展望未來，期望借助這一星座，讓普通民眾也能輕松享受到計算衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等所帶來的各類便捷服務(wù)，這對于推動空天產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革而言，具有不可估量的深遠(yuǎn)意義。

lixiangjing

算力豹主編