太空算力，将数据中心搬上天
近年来，我国加强人工智能科技创新，积极推进“人工智能+”行动，智能经济核心产业规模已经超过万亿元，“中国智造”已成为中国式现代化的又一亮丽名片。今起，本版推出系列报道，关注人工智能（AI）赋能千行百业的实践。
——编 者
在地面用人类自然语言向智能体发出指令，调用天基卫星上的大模型进行推理，通过星地链路传输命令，操控地面的具身智能机器人执行动作……今年，国星宇航联合上海交通大学完成通过太空算力操控地面机器人的验证。
太空算力，这个将数据中心搬上太空的颠覆性构想，正从科幻走向现实。为什么要发展太空算力？将数据中心搬上太空需要哪些技术突破？我国发展太空算力的路径与规划是什么？目前正处在何种阶段？记者采访了相关产业链企业和专家。
发展太空算力，三重驱动下的战略抉择
“90%的遥感卫星在天上是空转的。”中国科学院院士、清华大学教授陆建华认为这是传统“天数地算”模式的痛点。长期以来，卫星数据遵循“先拍摄、再回传、后处理”的地面处理模式，一次完整的遥感数据获取往往需要数小时。而在森林防火、洪涝灾害、海洋维权等场景中，时效性就是生命线。
那么，为什么不能“天数天算”，甚至是“地数天算”呢？实现这一切，都离不开太空算力建设。
“太空算力是依托空间技术，通过在轨部署计算系统、数据存储系统及高速数据互联设施，构建集算力、存力、运力于一体的空间信息基础设施。”中国信息通信研究院总工程师何宝宏说，从“天数天算”到“地数天算”，再到未来的“天基主算”，太空算力正在开辟算力发展的新领域。
太空算力的提出，源于三重迫切需求。
第一重是算力需求爆发与能源瓶颈的矛盾日益尖锐。中国信息通信研究院云计算与大数据研究所总工程师郭亮介绍，生成式人工智能大模型对算力的渴求呈指数级增长。据中国信息通信研究院数据，2025年中国数据中心耗电量已达1960亿千瓦时。地面数据中心正面临能耗紧缺、散热成本高昂和土地资源限制的三重挤压。太空算力可以利用太阳能不间断供电，为破解这一困局提供了全新思路。
第二重是数据处理的时效性要求正在倒逼变革。“传统的卫星数据下传需要几个小时，现在通过星上AI处理，仅需几分钟即可将关键目标信息直传地面。”北京邮电大学计算机学院院长王尚广介绍，其团队研发的天算星座已实现这一突破。在应急救灾场景中，这意味着从“灾后救援”到“灾前预警”的转变。
第三重是太空轨道和频谱的不可再生性，正在推动各国抢占战略制高点。工业和信息化部信息通信发展司副司长赵策认为，“太空算力已成为大国科技博弈的关键领域。”在这一背景下，发展太空算力不仅是产业选择，更是维护国家数字主权的必然。
从单星验证到生态构建，太空算力产业处于黄金起步期
“从技术演进和产业规模来看，太空算力的发展可以划分为三个阶段。”郭亮介绍。第一阶段是单星计算，即在单颗卫星上搭载具备一定算力的AI计算模块，对遥感图像进行初步筛选、去云处理或目标识别，将有效数据传回地面。第二阶段是星座组网，依托星间链路，将多颗卫星连接成一个太空局域网。单星算力不足时，可以调用邻近卫星的闲置算力，实现任务的分布式处理和星间资源动态调度。第三阶段是算力星网，在太空中部署专用的大型算力节点，形成太空算力集群，实现天地算力无缝融合，直接为地面终端、深空探测器甚至其他航天器提供强大的算网服务。
太空算力的发展，在每个阶段都有必须跨越的关键技术门槛。单星计算阶段需要突破芯片抗辐射、真空环境散热等难题，还要满足卫星严苛的体积、重量、功耗和成本要求；星座组网阶段要突破高速星间链路技术、搭建太空网络协议与操作系统等；算力星网阶段则要突破超大质量发射与在轨组装运维难题。
我国太空算力产业已经从理论探索迈入实质性的在轨验证与初步组网阶段。
——技术验证实现从“0”到“1”的突破。我国已实现多星在轨测试，成功发射了多颗搭载边缘计算载荷的试验卫星，验证了商用器件在轨应用的可行性。此外，我国还实现了星间链路打通，自研激光星间链路技术已在多颗卫星上完成高速传输验证。
——星座部署进入密集发射期。“千帆星座”等低轨宽带星座开启常态化发射，新一代卫星普遍预留算力载荷空间，“通导遥一体化”初步实现。国星宇航发布“星算计划”，规划发射2800颗计算卫星组网。银河航天已完成40余颗卫星发射入轨，正在研发面向太空算力的第三代卫星平台。
——产业链协同生态初步形成。太空算力专业委员会、北京太空智算研究院成立，北京太空算力创新中心揭牌。太空算力关键共性技术攻关榜单发布了十大重点攻关项目，蓝箭航天、银河航天、中兴通讯、京东方等10余家龙头企业共同揭榜，涵盖卫星平台、芯片、载荷、组网、软件、应用等全产业链环节。
——应用场景从“能用”迈向“好用”。太空算力在消费端与行业端的商业落地初见成效。在森林防火、洪涝灾害等应急场景中，结合星上算力的遥感数据能够实现“分钟级”的灾情下发，初步形成商业闭环。
依托制造业基础和内需市场，探索发展模式
“太空算力该搞是有共识的，但是怎么搞还在探索。”陆建华认为。
“我国的优势在于集中力量办大事的全产业链协作，是‘国家队筑底+民营企业补充’的中国特色模式。”郭亮说，我国正依托强大的制造业基础和内需市场，走出一条“通信、导航、遥感、算力”深度融合的多功能星座道路。
“我国太空算力发展也面临着诸多挑战。”郭亮说，首先是发射能力与成本。这是制约我国太空算力节点大规模部署的关键物理瓶颈。其次是高性能宇航级芯片。在高端抗辐射AI芯片、星载高性能处理器方面仍有代差，部分核心元器件面临“卡脖子”风险。第三是网络协议与生态架构。算力星网的成功搭建需要有统一的太空算力网络标准承载。
中国拥有完整的航天硬件制造供应链，从太阳能帆板、电池、天线到卫星平台，具备极强的成本控制和大规模量产潜力。5G/6G、天地一体化信息网络的理论研究和地面基站产业优势，为太空算力与地面算力协同提供了坚实基础。
更重要的是，中国拥有庞大的应用场景和内需市场。智慧城市、环境监测、远洋航运、应急救援等领域存在巨大需求，为太空算力提供了丰富的“试验田”。“我们要以应用场景牵引技术发展。”何宝宏说。
聚焦太空算力产业发展，赵策认为要强化协同联动，健全政策体系和机制保障；强化创新驱动，加快技术攻关和工程验证；强化应用牵引，培育应用场景和服务模式。
近年来，我国加强人工智能科技创新，积极推进“人工智能+”行动，智能经济核心产业规模已经超过万亿元，“中国智造”已成为中国式现代化的又一亮丽名片。今起，本版推出系列报道，关注人工智能（AI）赋能千行百业的实践。
——编 者
在地面用人类自然语言向智能体发出指令，调用天基卫星上的大模型进行推理，通过星地链路传输命令，操控地面的具身智能机器人执行动作……今年，国星宇航联合上海交通大学完成通过太空算力操控地面机器人的验证。
太空算力，这个将数据中心搬上太空的颠覆性构想，正从科幻走向现实。为什么要发展太空算力？将数据中心搬上太空需要哪些技术突破？我国发展太空算力的路径与规划是什么？目前正处在何种阶段？记者采访了相关产业链企业和专家。
发展太空算力，三重驱动下的战略抉择
“90%的遥感卫星在天上是空转的。”中国科学院院士、清华大学教授陆建华认为这是传统“天数地算”模式的痛点。长期以来，卫星数据遵循“先拍摄、再回传、后处理”的地面处理模式，一次完整的遥感数据获取往往需要数小时。而在森林防火、洪涝灾害、海洋维权等场景中，时效性就是生命线。
那么，为什么不能“天数天算”，甚至是“地数天算”呢？实现这一切，都离不开太空算力建设。
“太空算力是依托空间技术，通过在轨部署计算系统、数据存储系统及高速数据互联设施，构建集算力、存力、运力于一体的空间信息基础设施。”中国信息通信研究院总工程师何宝宏说，从“天数天算”到“地数天算”，再到未来的“天基主算”，太空算力正在开辟算力发展的新领域。
太空算力的提出，源于三重迫切需求。
第一重是算力需求爆发与能源瓶颈的矛盾日益尖锐。中国信息通信研究院云计算与大数据研究所总工程师郭亮介绍，生成式人工智能大模型对算力的渴求呈指数级增长。据中国信息通信研究院数据，2025年中国数据中心耗电量已达1960亿千瓦时。地面数据中心正面临能耗紧缺、散热成本高昂和土地资源限制的三重挤压。太空算力可以利用太阳能不间断供电，为破解这一困局提供了全新思路。
第二重是数据处理的时效性要求正在倒逼变革。“传统的卫星数据下传需要几个小时，现在通过星上AI处理，仅需几分钟即可将关键目标信息直传地面。”北京邮电大学计算机学院院长王尚广介绍，其团队研发的天算星座已实现这一突破。在应急救灾场景中，这意味着从“灾后救援”到“灾前预警”的转变。
第三重是太空轨道和频谱的不可再生性，正在推动各国抢占战略制高点。工业和信息化部信息通信发展司副司长赵策认为，“太空算力已成为大国科技博弈的关键领域。”在这一背景下，发展太空算力不仅是产业选择，更是维护国家数字主权的必然。
从单星验证到生态构建，太空算力产业处于黄金起步期
“从技术演进和产业规模来看，太空算力的发展可以划分为三个阶段。”郭亮介绍。第一阶段是单星计算，即在单颗卫星上搭载具备一定算力的AI计算模块，对遥感图像进行初步筛选、去云处理或目标识别，将有效数据传回地面。第二阶段是星座组网，依托星间链路，将多颗卫星连接成一个太空局域网。单星算力不足时，可以调用邻近卫星的闲置算力，实现任务的分布式处理和星间资源动态调度。第三阶段是算力星网，在太空中部署专用的大型算力节点，形成太空算力集群，实现天地算力无缝融合，直接为地面终端、深空探测器甚至其他航天器提供强大的算网服务。
太空算力的发展，在每个阶段都有必须跨越的关键技术门槛。单星计算阶段需要突破芯片抗辐射、真空环境散热等难题，还要满足卫星严苛的体积、重量、功耗和成本要求；星座组网阶段要突破高速星间链路技术、搭建太空网络协议与操作系统等；算力星网阶段则要突破超大质量发射与在轨组装运维难题。
我国太空算力产业已经从理论探索迈入实质性的在轨验证与初步组网阶段。
——技术验证实现从“0”到“1”的突破。我国已实现多星在轨测试，成功发射了多颗搭载边缘计算载荷的试验卫星，验证了商用器件在轨应用的可行性。此外，我国还实现了星间链路打通，自研激光星间链路技术已在多颗卫星上完成高速传输验证。
——星座部署进入密集发射期。“千帆星座”等低轨宽带星座开启常态化发射，新一代卫星普遍预留算力载荷空间，“通导遥一体化”初步实现。国星宇航发布“星算计划”，规划发射2800颗计算卫星组网。银河航天已完成40余颗卫星发射入轨，正在研发面向太空算力的第三代卫星平台。
——产业链协同生态初步形成。太空算力专业委员会、北京太空智算研究院成立，北京太空算力创新中心揭牌。太空算力关键共性技术攻关榜单发布了十大重点攻关项目，蓝箭航天、银河航天、中兴通讯、京东方等10余家龙头企业共同揭榜，涵盖卫星平台、芯片、载荷、组网、软件、应用等全产业链环节。
——应用场景从“能用”迈向“好用”。太空算力在消费端与行业端的商业落地初见成效。在森林防火、洪涝灾害等应急场景中，结合星上算力的遥感数据能够实现“分钟级”的灾情下发，初步形成商业闭环。
依托制造业基础和内需市场，探索发展模式
“太空算力该搞是有共识的，但是怎么搞还在探索。”陆建华认为。
“我国的优势在于集中力量办大事的全产业链协作，是‘国家队筑底+民营企业补充’的中国特色模式。”郭亮说，我国正依托强大的制造业基础和内需市场，走出一条“通信、导航、遥感、算力”深度融合的多功能星座道路。
“我国太空算力发展也面临着诸多挑战。”郭亮说，首先是发射能力与成本。这是制约我国太空算力节点大规模部署的关键物理瓶颈。其次是高性能宇航级芯片。在高端抗辐射AI芯片、星载高性能处理器方面仍有代差，部分核心元器件面临“卡脖子”风险。第三是网络协议与生态架构。算力星网的成功搭建需要有统一的太空算力网络标准承载。
中国拥有完整的航天硬件制造供应链，从太阳能帆板、电池、天线到卫星平台，具备极强的成本控制和大规模量产潜力。5G/6G、天地一体化信息网络的理论研究和地面基站产业优势，为太空算力与地面算力协同提供了坚实基础。
更重要的是，中国拥有庞大的应用场景和内需市场。智慧城市、环境监测、远洋航运、应急救援等领域存在巨大需求，为太空算力提供了丰富的“试验田”。“我们要以应用场景牵引技术发展。”何宝宏说。
聚焦太空算力产业发展，赵策认为要强化协同联动，健全政策体系和机制保障；强化创新驱动，加快技术攻关和工程验证；强化应用牵引，培育应用场景和服务模式。
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