“人算”不如“天算”

當前，在大國競爭的兩大新興戰場——太空與人工智能——正在出現深度融合的趨勢，并由此催生一個新的業態：太空算力。

太空算力是指將數據中心部署到太空環境（一般是近地軌道）。它的興起意味著：

? 算力資源將得以突破地面能源、空間與水資源的制約，向太空進行延伸；

? 太空無人環境下的數據中心建設、運行、維護，將為AI創造全新的應用場景。

在這個背景下，全球主要大國尤其中美兩國，正開始加速布局：

5月14日，由之江實驗室牽頭、國星宇航實施的全球首個進入常態化運營的太空計算星座——“三體計算星座”——首批12星成功發射入軌，目標實現2800顆算力衛星組網，并與地面超100個算力中心互聯互通。

10月3日，亞馬遜創始人貝佐斯提出未來10到20年將在軌構建千兆瓦級的AI算力集群。

11月2日，美國初創企業Starcloud與SpaceX合作，將搭載英偉達H100 GPU和谷歌Gemini大模型的衛星送入軌道，旨在驗證高端AI算力與復雜模型在軌運行的可行性。

11月4日，馬斯克表示將擴大星鏈V3衛星規模，建設太空數據中心，目標在4-5年內通過星艦完成每年100GW的數據中心部署。

11月5日，谷歌CEO皮查伊宣布啟動“捕日計劃”，計劃2027年與Planet Labs合作發射兩顆原型衛星，每顆衛星攜帶4個TPU，驗證太空軌道大規模計算能力。

11月27日，北京市科委等機構宣布將在700～800公里軌道建設運營大規模太空數據中心。目前，首顆算力試驗衛星“辰光一號”已完成研制。

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太空算力：三條主戰略航道的交匯點

太空算力是人工智能對全球實時、超低延時、巨量數據處理的剛性需求，與航天技術邁向低成本、規模化商業時代這一歷史進程的必然交匯。布局太空算力，標志著三條核心產業與戰略邏輯的匯聚與閉環：

首先，是破解地球能源與環保瓶頸的最優解。

數據中心的高能耗始終是全球算力競爭的關鍵制約因素，主要源于電力和散熱兩大需求。2015年，微軟啟動“納蒂克項目”，率先嘗試利用海底低溫環境解決數據中心的持續冷卻難題。但海底數據中心無法避免對海洋生態的影響，且至今技術成熟度依然有限。

隨著人工智能飛速發展，數據中心能耗進一步急劇上升。AI大模型所需算力每兩年以15～16倍速度增長，能源消耗也呈現指數級攀升。國際能源署預測，到2030年，全球數據中心耗電量將達到945太瓦時，超過日本當前全國用電總量。若不采取有效措施，到2035年僅訓練頂級大模型所消耗的能源，就可能接近全球電力總供應量。

在此背景下，向地外尋求新的能源與計算空間就成為必然趨勢。而太空環境恰好能同時解決數據中心的能源和散熱兩大難題：

近地軌道可實現接近全天候的高強度太陽能接收，理論發電效率最高可達地面條件的5倍，這為人類提供了提供了潛力巨大的清潔能源來源；

接近-270℃的宇宙深冷空間，則是一個天然的巨型散熱場，無需消耗寶貴的水資源和開發復雜的液冷系統。

其次，是發展太空經濟、迎接“大航天時代”的必經之路。

以“南天門”、“月球城”等為代表的下一代航天構想，其實現離不開三大核心能力的同步構建：

? 太空工業，地外資源開發與在軌制造；

? 天基生態，可自主運行的太空基地；

? 天地協同，高效可靠的運輸與一體化調度系統。

這三大支柱共同構成了可持續太空存在的基石。

就當前而言，實現這一遠景的關鍵起步，正是推動航天產業完成一場深刻的價值躍遷——從以地球為中心的“地心模式”向以太空為基地的“天基模式”轉型，將人類的生產力與活動能力系統性向地外延伸，構建在軌的大規模、深度服務能力。太空算力，是這一躍遷中最具象、最核心的終極產品：

部署智能計算星座，不僅能為地面的全球通信、遙感、導航等需求提供高速服務，更能為在軌制造、空間探索等太空活動提供即時算力支撐。這既是近地軌道經濟活動的現實需求，也為未來更深遠的太空開發奠定了不可或缺的商業基礎。

最后，是智能時代的空天生態基石。

傳統的衛星作業普遍采用“天感地算”模式，即衛星作為被動的數據采集器，將海量原始數據通過有限的星地鏈路傳回地面處理。這一模式存在兩大瓶頸：

其一，超過90%的無效或冗余數據擠占寶貴帶寬，信息傳遞效率低下；

其二，從數據采集到地面分析、決策響應的周期往往長達數小時，無法滿足時效性要求極高的應用場景。

因此，衛星自身亟需向智能化轉型，升級為能夠在軌完成感知、計算與決策的“軌道智能體”，其變革意義堪比從功能手機到智能手機、從傳統汽車到智能汽車的跨越。

太空算力正是這一轉型的核心引擎。它將衛星作業模式革新為“天算天決”，使衛星能夠利用星載算力或天基數據中心，對數據進行即時處理與智能分析，僅將諸如“火災精確坐標”、“洪澇淹沒范圍”或“特定目標識別結果”等高價值、輕量化的信息產品下傳。

這一變革將關鍵應用的響應時間從“小時級”壓縮至“秒級”，也為構建一個實時、智能、自主的空天地一體化信息生態奠定基礎。

同時，太空環境固有的無人化與高度自動化屬性，為AI技術帶來了極其豐富的全新應用方向。從空間站的自主運維、衛星星座的智能協同，到深空探測器的自主決策、太空資源的機器視覺識別，在軌工廠、太空基地的自主運行……這些場景都迫切需要并必將催生更強大、更可靠的AI系統。

這本質上是航天所創造的極端復雜物理場景與AI驅動的智能化需求之間的雙向促進：航天為AI提供了終極的“試驗場”與“需求引擎”，而AI則為航天賦予了前所未有的“自主能力”與“效率倍增器”。兩者相互賦能，共同構成一個正向循環，推動人類智能活動從地球向星辰大海全面延伸，開啟一片繁榮的新疆域。

由此可見，太空算力建設攸關人類邁向太空的進程與AI產業深度發展前景。而航天與人工智能天然的軍事屬性與應用前景，也決定了太空算力對于國家安全與未來戰略主動權的關鍵重要性。誰能率先構建起成熟的天基智能信息處理能力，誰就將在未來的科技、經濟發展乃至軍事競爭中占據優勢位置。這場競賽，關系到未來數十年的發展格局。

當前，我們已經在工業化領域取得獨一無二的領先優勢，并在航天、人工智能等尖端技術方向上，進入從跟進、并跑到部分領跑的關鍵突破階段。然而，角逐“大航天時代”與新一輪產業革命的主導權，是一場關乎綜合國力厚度、戰略產業韌性與長期制度效能的頂層較量。

經濟結構嚴重失衡的美國，正在將太空和人工智能視為其重塑國家競爭力的核心戰略支點。依托成熟的軍民融合體系與深厚的科技積累，美國正以國家意志推動經濟與軍事雙軌驅動的系統性布局，其戰略定力與推進速度不容小覷。對此，我們必須以更具前瞻性的戰略眼光和更堅實的產業體系加以應對。

戰略落地難點

盡管有著特殊重要的戰略價值，但太空算力落地也面臨從概念到工程系統的嚴峻挑戰，除了航天與計算技術在極端環境下的可靠性突破以外，還涉及商業閉環構建、太空安全防御與空間治理等系統性難題，遠非單一企業或部門所能主導。

發展太空算力，對國家戰略頂層設計、綜合實力與系統性工程能力提出了前所未有的高要求。這一要求，具體體現在三個逐級遞進、緊密耦合的層面：

第一層：國家戰略與愿景牽引

要求國家層面形成清晰、堅定且具有感召力的整體戰略。它必須超越個別項目層面，確立“大航天時代”的宏偉愿景，并將太空算力明確定義為實現“空天地一體化”智能未來的核心國家基礎設施，從而凝聚長期共識、引導全社會資源投入。

第二層：產業生態與系統構建

產業生態建設的核心，在于同步推進如下三大戰略支柱的產業化：

? 太空工業基礎：發展地外資源利用、在軌制造與組裝能力，為天基設施建設提供物質基礎。

? 天基生態建設：建設包括能源、制造、服務、信息通信、交管、安全防御等在內的可持續自主運行天基基礎設施閉環網絡。

? 天地協同系統：打造高效、低成本、可重復使用的地空雙向物流與數據通道，包括大規模可復用天地往返運輸系統與空天地一體化網絡等。

同時，必須打通軍民深度融合的路徑機制，在衛星平臺、運載火箭、頻譜資源等關鍵節點實現能力共享與系統突破。

第三層：關鍵技術與工程突破

這要求在最底層的技術攻關上集中力量，解決戰略實施瓶頸。重點包括：

? 高可靠、高性能的星載計算芯片；

? 大規模星座的智能協同與組網技術（高速激光星間鏈路、動態路由協議等）；

? 在軌自主運維與能源管理技術。

這一層的技術突破是前兩層戰略構想得以實現的物理基石。

當然，對于我國而言，當前還面臨一個重要關口——大規模、低成本、高可靠的太空運輸能力。這是我國當前商業航天或者說航天技術產業化進程中一個比較有代表性的問題：真正的挑戰并不在于尖端原理的實驗室論證，而在于面向規模化需求場景，將已驗證技術轉化為可批量生產、且具備穩定商業競爭力的工業制成品與系統服務能力。當基礎技術和工業制造能力都不是問題的時候，關鍵就在機制能否高效暢通（參見文章《》），實現。

突破運力瓶頸，也是我國邁向“大航天時代”必須完成的“工業化筑基”。沒有將每公斤載荷進入軌道的成本降低一個數量級，任何關于大規模空間資源開發、天基制造乃至巨型星座部署的商業藍圖都將是空中樓閣。它直接決定了我們能否以可持續的經濟模式，將足夠的物資與設備送入太空，從而為“太空工業”與“天基生態”兩大戰略支柱提供堅實的物流基礎。

因此，可重復使用火箭、重型運載火箭的突破，不僅是技術問題，更是決定整個太空經濟閉環能否有效啟動的核心經濟前提。

各國相關技術儲備與實施路徑

面對上述挑戰，中美歐等主要參與方基于自身技術積淀、產業生態和戰略訴求，呈現出差異顯著的發展路徑。

一、中國：國家戰略牽引與工程推進

核心路徑：在國家頂層戰略（如“航天強國”）統籌下，采用“國家主導、大工程牽引、產學研協同”的模式。通過“天地一體化信息網絡”等國家級重大工程，系統性拉動從運載火箭、衛星制造到地面應用的全鏈條突破。在太空算力布局上以區域性規劃（比如北京、浙江等）為主。

技術上當前側重全鏈條突破與工程實現：

? 瓶頸攻堅：集中力量攻關重型運載火箭與可重復使用航天器，以突破規模化進入太空的運力瓶頸。

? 系統構建：同步突破能源與散熱、在軌組裝等太空數據中心專用技術，積極推進高通量衛星通信、北斗導航增強等自主天基系統，并探索太空太陽能電站等遠期方向。

? 應用牽引：發展“天數天算”、“天基主算”等應用模式。

? 前沿探索：在空間核電源、在軌3D打印等變革性技術領域部署前瞻性研究。

二、美國：體系驅動與商業先行

核心路徑：依托全球最成熟的商業航天生態和底蘊深厚的軍事航天體系，通過“軍民雙軌強力驅動、激勵企業競爭性創新”的機制實現快速迭代。具體而言，由NASA、美國太空軍等國家機構扮演“錨定需求、輸出技術、購買服務”的角色——提出最前沿的任務需求（如月球門戶、軍用衛星星座），通過嚴謹的合同與安全保密機制，將基礎技術甚至原型任務“下放”給商業公司，并以穩定的訂單創造初始市場。此舉成功激發了以SpaceX、藍色起源為代表的企業，以前所未有的效率和成本意識，進行可回收火箭、巨型星座等高風險、高回報的技術創新。

這一模式的精髓在于，其軍民融合體系已深度制度化，實現了“國家戰略主導”與“市場競爭主導”間的無縫對接與正向循環：軍民用需求匯聚成規模化市場，驅動技術創新；商業創新成果又迅速反哺并提升國家軍事與經濟競爭力。這并非簡單的“軍民結合”，而是一個以國家體系為后盾、以商業公司為創新尖兵的自我強化系統，在經濟競爭力與軍事優勢上實現雙向促進，持續鞏固其在整個太空領域，包括太空算力競賽中的系統領先地位。

相關技術儲備：

1、基礎運力與規模制造

? 低成本運輸：憑借獵鷹九號、星艦等可重復使用火箭的絕對領先優勢，實現極致壓低的發射成本和前所未有的發射規模，為搶占稀缺軌道資源、部署巨型星座提供根本保障。

? 規模化制造：在衛星平臺的批量標準化制造領域，擁有全球領先的技術與成本控制能力，是構建太空基礎設施的工業基礎。

2、在軌計算架構與硬件

? 尖端計算芯片：在計算芯片（英偉達GPU、谷歌TPU）領域保持全球領先，并積極將最先進的H100等AI芯片部署至太空進行環境驗證。

? 分布式計算網絡：SpaceX計劃在其龐大的 “星鏈”星座基礎上，通過升級V3衛星，將上萬顆衛星轉化為一個天然的分布式太空數據中心，核心優勢在于其現成的全球通信網絡與規模效應。

? 專用系統探索：谷歌的“捕日者計劃” 旨在將自研TPU芯片與太空太陽能結合，探索從專用AI計算架構入手的獨特技術路徑。

? 遠期能源方案：持續投入空間核推進與核電源研發，為未來深空探索和大型天基設施提供持久的能源支撐。

3、系統標準與軟件生態

? 操作標準主導：在星間激光通信、在軌服務等下一代太空操作標準上占據主導地位，旨在構建體系壁壘。

? 垂直軟件生態：在AI大模型、云計算平臺、分布式系統軟件方面底蘊深厚，易于構建從底層芯片、云端平臺到上層模型的垂直整合生態，形成強大粘性。

4、國家基礎科研支撐

通過“創世紀計劃” 等國家項目，整合頂尖國家實驗室的超算與數據資源，攻堅前沿基礎科學，為太空AI等長遠發展提供底層理論與算法支撐。

三、其他地區：前瞻布局，尋求合作或特色化發展

? 歐盟：將太空數據中心納入綠色轉型戰略，強調“低碳算力集群”的概念，其技術儲備可能更側重于空間太陽能利用、高效輻射散熱等環保相關技術。

技術上聚焦本土優勢與基礎研究：

• 高端載荷：在精密制造、空間科學儀器等領域保有傳統優勢。

• 基礎技術：歐空局通過“探索2040”戰略，系統培育在軌服務、軌道機器人等關鍵技術，并率先完成全球首次太空金屬3D打印試驗；同時與歐盟共建量子通信網絡，計劃2026年發射首顆量子密鑰分發衛星Eagle-1，布局量子衛星等顛覆性領域。

• 綠色可持續：強調太空活動的可持續性，推動相關國際標準制定，倡導負責任的太空開發與利用。

? 中東（如阿聯酋）：通過Madari Space等公司提出低軌算力網絡計劃，意圖滿足區域性的在軌數據處理需求，其發展依賴于國際技術合作與資本投入。

總結

發展太空算力，其戰略價值在于同時激活了三大產業變革：

為航天技術開辟了規模化、高附加值的全新市場；

為人工智能延展了近乎無限的太空應用場景；

正在孕育一個以在軌智能體——智能化衛星為核心的超級賽道。

這場競賽的本質，是中美兩國不同創新體系與戰略資源組織模式在下一個戰略制高點的直接投射。其未來走向將取決于：誰能更系統性地攻克技術瓶頸、更高效地構建從技術到市場的產業閉環，從而在可持續的太空經濟與戰略布局中確立主導權。

可以預見，未來五到十年將是技術路線競爭與早期市場定義的關鍵窗口期，我們將見證不同技術驗證星的密集發射、多種架構的比拼，以及探索性商業應用的初步落地。

長期來看，太空算力并非要取代地面計算，而是將與云計算、邊緣計算融合，共同構成一個全域覆蓋、實時響應、智能協同的“空天地一體化”立體計算網絡，成為應對全球性挑戰與探索科學前沿的下一代基礎設施。

因此，這場競賽的決勝點，不僅在于關鍵技術的單點突破，更在于誰能夠率先構建起一個穩定可靠、成本可控且生態繁榮的太空算力基礎設施與應用體系。這正是在數字文明向太空拓展的時代，掌握發展主動權的核心所在。