5月14日12时12分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将太空计算卫星星座发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。业内专家认为，这标志着我国开启“太空计算时代”。什么是太空计算？这对我们意味着什么？未来还要面临哪些挑战？

  从0到1 太空计算星座成功发射

  “星算”由国星宇航首次提出，旨在将算力服务器发射入轨形成天基算力网。

  2024年11月，之江实验室和国星宇航宣布启动“星算”计划与“三体计算星座”。这次成功发射也意味着该计划迎来首次组网。

  首发星座12颗计算卫星由国星宇航自研。国星宇航相关负责人介绍，该星座将完成太空计算系统建链、组网、成云等天基计算基础功能的验证和应用。

  “由于每颗卫星均具备太空计算、太空互联能力，星座组网后将形成太空算力，将大幅提升‘天地遥感’数据的实时性和卫星应用效率。”该负责人表示。

  此次太空计算星座任务被命名为“021”，意思是指从0到1（0to1）的突破。中国科学院院士、之江实验室主任王坚表示：“人工智能不能因算力的缺失而缺席太空。有了计算星座，一颗卫星也能体现算力价值，这对产业变革具有深远意义。”

  中国科学院院士、中国科学院大学杭州高等研究院院长王建宇表示，随着卫星对地观测的分辨率越来越高，数据量也在不断增大，将数据全部送至地面再进行处理，不仅传输量大，数据应用的及时性也受到影响。通过太空计算，在天上用人工智能技术把数据处理完再下传，将对产业发展起到助推作用。

  天基计算能带来什么？

  王建宇表示，之所以要发展新一代算力卫星组网，最主要原因是其可显著提升卫星对地面信息的实时分析处理能力，在森林防火、国土、环保、地震、应急等行业带来大量新的应用场景。

  中国工程院院士、香港中文大学（深圳）校长徐扬生表示，“太空AI”把算力以卫星承载方式送上天，实现“天数地算”向“天数天算”转变，通过AI赋能有效提升单星及星座性能，服务国家战略和区域产业高质量发展。

  国星宇航相关负责人介绍，“天数天算”的实现，从时间维度而言，能够将传统的以周或天为单位的卫星数据处理响应时间提升到秒级，通过红外、ADS-B等多载荷搭载，能够提供全球林火秒级监测感知、低空飞行器实时监测与定位，可广泛应用于应急安全、城市治理、低空经济等低延时需求场景。

  从空间维度而言，能够实现卫星数据从二维到三维的在轨实时处理，AI算法通过星上即时计算将遥感二维平面影像转换为三维立体模型，可面向数字经济场景提供卫星三维数字孪生文旅、文娱、游戏等产品。

  此外，“星算”还可为低空经济场景提供低空飞行器卫星三维导航系统，可为机器人场景提供具身智能全息城市训练场等。

  还有哪些挑战待克服？

  “星算”未来总体规划是将2800颗算力卫星组网，并与地面算力中心互联互通，构建未来天地一体化算力网络。但当前发展太空算力卫星网络在技术和管理上仍然有不少挑战有待克服。

  首先，太空跟地面环境不同，需要为算力解决能源供应和器件散热问题。

  王建宇表示，太空环境具有高真空、高辐射、微重力、极端温度变化等特点，对算力设备的材料和电子元件提出了极高的要求。需要研发能够抵御太空辐射、适应高真空和微重力环境、在极端温度下稳定工作的特殊材料和元件，确保设备在太空环境中的长期可靠性和稳定性。

  其次，发射成本是否能降低也是计划能否成功的关键。

  目前，千星级以上的大规模星座部署需数十亿美元投入。即使是可重复火箭技术可将单星发射成本不断下降，但商业回报周期仍不明确。

  最后，卫星寿命通常为5到10年，寿命周期内需持续投入能源供应、轨道维持和软硬件升级费用。若算力设备故障率过高，比如辐射导致的存储器失效等，更换成本将进一步攀升。

  业界认为，这些挑战未来将随着技术成熟逐步解决。国星宇航相关负责人表示，公司已经开始投入更高算力的卫星研发，“星算”计划02组星座也已经进入设计研制阶段。

  王建宇认为，“星算”需要大量资源支撑，单纯靠几家企业是不够的，需要更多社会力量集体参与，多方投入。