太空算力角逐拉开大幕，未来的太空不仅是人类探索未知的疆域，更将成为部署在轨算力、支撑智能决策的战略基座。
5月15日，在浦江创新论坛·天基计算颠覆性技术和未来产业融合交流活动上，中国科学院院士、复旦大学光电研究院院长褚君浩表示，天基计算是开启太空智能时代的算力基座，未来在轨算力即决策话语权，同时带动未来能源、未来材料、未来制造、未来信息、未来空间、未来健康等未来产业的发展。中国工程院院士邬江兴表示，超低轨是尚未被开发的战略蓝海，要打造超低轨卫星智能体，以三期递进部署节奏构建200公里-250公里晶上卫星智能体网络，抢抓发展机遇。
在轨算力即决策话语权
天数天算的必要性。
中国科学院院士、复旦大学光电研究院院长褚君浩表示，卫星数量、空间分辨率、光谱分辨率等的提升，使得遥感、天文数据指数级、爆炸式增长。单幅全球高分辨率遥感影像的像素规模可达数亿级，天基探测系统面临海量数据传输与高速模数转换带来的带宽、功耗和实时处理压力。大量数据先下传、再处理，导致有用信息到达用户的时间被链路和流程拖长，遥感数据量、时效要求和通信窗口之间的矛盾越来越突出。天基计算是开启太空智能时代的算力基座，它具备在轨实时感知、分析、决策、管控能力，通过部署算力、存储、通信资源，实现从“天数地算”到“天数天算”的质变，解决传统计算体系传输速率、算力资源等难题，未来在轨算力即决策话语权。
超低轨是尚未被开发的战略蓝海，一般距离地球150公里-350公里。相较于传统轨道，超低轨更接近地面，其通信更快，时延下降60%，分辨率提升5-10倍，可有效降低器件成本。中国工程院院士邬江兴表示，要打造超低轨卫星智能体，智能体卫星与轨道面群体协同，算力的提升为更复杂多样的智能体提供运行基础，使得感知识别、自主决策等能力不断加强；智能算法演讲也反过来推动算力体系的优化设计，提升端侧效率与适应性。部署国产轻量化AI大模型，在极低功耗下支撑百亿参数级边缘推理，赋予自主决策能力，实现任务动态分工与在轨演化。他表示，超低轨的战略机会窗口期是5-8年，要以三期递进部署节奏构建200-250公里晶上卫星智能体网络，抢抓发展机遇。
不过，当前天基计算目前仍面临天基卫星群体协同、星载平台功能资源受限、海量遥感数据导致的传输问题、模数转化吞吐量消耗大等瓶颈。褚君浩介绍，例如太阳能电池与蓄电系统难以支撑大算力平台的计算功耗，同时太空缺乏热对流条件，散热问题难解决。高分辨率遥感载荷短时间内可产生TB级数据，但远距离大规模传输导致星与星、星与地之间延迟严重，限制实时性和有效的数据利用率。总之，大算力、低功耗、大数据之间矛盾突出。
此外，“低成本规模入轨是天基计算从技术验证迈向体系构建的关键方式，这里面成本非常重要，尤其是大量卫星、大量设备送上天，所以这里面有好多科学问题要解决。”褚君浩表示，抗辐射芯片是天基计算的生存底线，太空芯片加固技术正从物理防护向系统免疫跨越，开启架构驱动的新范式。为解决高带宽、低延迟，星间光互联成为星间通信组网的新范式，高速光链路将分布式天基算力孤岛互联为统一算力网络。为缓解传统计算芯片算力不足和数据传输瓶颈问题，发展新型计算和通信范式也迫在眉睫。围绕“异质异构集成光子芯片”，突破片上激光、高速调控、传输传感等关键技术，构建可编程光子与光量子芯片，为基础算力、量子信息、6G通信等领域提供支撑。
天基计算产业基础已扎根
“AI越往前走，算力就越会和能源、空间绑定在一起。”太空算力企业上海东方天算科技有限公司合伙人张冀鹞表示，地面数据中心推动了AI的诞生与发展，未来AI一定会面临电力、土地、散热、网络等种种限制。而太空具备独特优势，拥有持续不断的太阳能、开阔的部署空间、全球覆盖能力。“太空计算是一个中国弯道超车的好机会，因为支撑这个产业的基础已经在我国扎根。光伏制造、精密制造、集成电路、商业航天都在快速发展。这些能力叠加起来，成为我国发展太空计算的底气。”
当前，上海积极构建未来产业培育“四位一体”机制，率先布局天基计算作为未来产业培育方向，以重点产品研制为导向，以应用场景示范为牵引，开展关键技术研发，支持太空计算联合实验室建设，协同未来产业基金引育链主企业，培育产业创新生态。上海市科学技术委员会主任骆大进表示，下一步，上海市科委将深化研判天基计算发展路径，搭建天基计算领域概念验证平台，推进天基计算标准体系建设，打造创新联合体，培育完善产业创新生态。
为抢抓天基计算发展机遇，东方天算牵头20余家产学研相关单位共同筹建长三角天基计算创新联合体。联合体将以太空新型计算体系为核心主攻方向，聚焦抗辐照计算芯片、空间新型能源、先进载荷、高效热控、太空计算软件、星间激光组网、在轨智能服务七大核心技术，打造全链条技术矩阵，助力长三角打造全球太空新型计算创新策源地。东方天算与光本位智能科技（上海）有限公司宣布联合建设天基光计算创新中心，启动全球首个天基光计算载荷联合研制工作。双方已开展光计算芯片太空先期验证，并成功验证卫星平台与光计算芯片协同工作可行性，为下一步颠覆性技术天基应用奠定工程基础。
“长期稳定低成本地运行，将决定太空计算这条路能走多远。”张冀鹞表示，卫星平台、能源、散热、通信、载荷、卫星发射和星座运营，每一项都需要重新算账。必须系统性重构产品和行业，让卫星、火箭和载荷在架构上实现协同设计，减少浪费。同时利用AI驱动软硬件深度协同，在器件上充分验证工业级器件、车规级器件和消费级电子供应链的可靠性。只有把每一环都协同起来，才能持续降低系统性成本，让太空计算真正进入产业化。
褚君浩表示，天基计算将带动未来能源、未来材料、未来制造、未来信息、未来空间、未来健康等未来产业的发展。他呼吁勇于探索、发现规律、攻克难关、发展前沿技术、攀登新高峰。
热门跟贴