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這個構想聽起來簡單又誘人:AI需要的算力遠超地面電網所能供應,那就把數據中心搬到軌道上——那里太陽永不落山,電力近乎免費。如今,SpaceX、藍色起源,以及越來越多的初創公司,都在競相將這一愿景變為現實。但必須讓這套方案在物理層面落地的科學家與工程師們卻指出,這個愿景跳過了熱力學、經濟學與軌道力學中至今仍未解決的關鍵難題。
1月30日,SpaceX向美國聯邦通信委員會(FCC)提交申請,計劃在近地軌道部署最多100萬顆衛星,每顆都搭載計算硬件,共同組成該公司所稱的“具備前所未有的算力、支撐先進人工智能模型”的衛星星座。這些衛星將運行在500–2000公里高度,軌道設計盡可能最大化日照時長,并通過SpaceX現有的星鏈網絡傳輸數據。SpaceX同時申請豁免FCC標準部署節點要求——常規規定要求星座在6年內完成半數部署。
七周后,藍色起源也提交了自己的申請。“日出計劃”(Project Sunrise)擬在500–1800公里的太陽同步軌道部署5.16萬顆衛星,并與此前公布的TeraWave星座(5408顆衛星)搭配,提供超高速光通信回傳。SpaceX的申請強調規模,藍色起源則更強調架構:系統將在軌完成計算,再通過TeraWave的網狀網絡將結果回傳地面。
初創公司的動作更快。Starcloud(前身為Lumen Orbit)3月以11億美元估值完成1.7億美元融資,成為Y Combinator歷史上最快誕生的獨角獸,距離其畢業僅17個月。該公司2025年11月發射了首顆搭載英偉達H100 GPU的衛星,并于2月向FCC申請部署最多8.8萬顆衛星的星座。另一家聚焦國防領域的初創公司Aethero,使用帶防輻射屏蔽的英偉達Orin NX芯片打造太空級計算機,已融資840萬美元,今年將在軌測試硬件。
這套商業邏輯建立在一個真實痛點之上:2024年全球數據中心耗電量約達4150億度,國際能源署預測,2026年可能突破1萬億度,AI服務器的爆發正推動年增速達到30%。僅美國弗吉尼亞州,數據中心就消耗了全州26%的電力;愛爾蘭的數據中心用電占比年底可能達到32%。電網瓶頸、審批延誤、社會對新建地面電站的抵制,都是現實難題。
但科學家們指出,同樣真實的是,物理規律讓規模化在軌計算難到近乎不現實。
最核心的挑戰是散熱。太空中沒有空氣帶走處理器熱量,只能靠輻射散熱,這需要巨大的散熱面積。僅消散1兆瓦熱能、同時將電子設備穩定在20℃,就需要約1200平方米的散熱器——相當于4個網球場。一個具備商業意義的數百兆瓦級數據中心,所需散熱器面積將是國際空間站現有設備的數千倍。
第二個結構性難題是輻射。近地軌道中,未做防護的芯片會受到宇宙射線與帶電粒子轟擊,引發比特翻轉甚至永久性損壞。抗輻射加固會讓硬件成本增加30%–50%,性能下降20%–30%。另一種方案三模冗余,則意味著每顆芯片都要發射三份、三倍散熱、三倍供電、三倍重量。Starcloud采用商用GPU外加外部屏蔽的做法是一次有趣嘗試,但尚未有人證明它能規模化、長年穩定運行。
第三個約束是延遲。分布在500–2000公里軌道殼層的100萬顆衛星,無法滿足前沿大模型訓練所需的緊密耦合——節點間通信延遲必須控制在微秒級。而近地軌道星間鏈路延遲最低也有數毫秒,地軌往返延遲更是達到60–190毫秒;相比之下,地面內容分發網絡(CDN)僅需10–50毫秒。這意味著在軌設施最多適用于AI推理,而不是當前占絕大多數算力需求的模型訓練。
再就是成本。《IEEE頻譜》測算,一座1吉瓦的在軌數據中心成本將超過5000億美元,約為同等規模地面設施(含5年運營)的三倍。谷歌曾表示,發射成本必須降至每公斤200美元以下,太空計算才具備經濟可行性。而SpaceX當前星鏈的成本約為每公斤1000–2000美元。部分分析師認為,要與地面設備更新成本競爭,發射成本需降至每公斤20–30美元——可信預測認為,未來20年都難以實現。對比地面成熟供應鏈與可驗證的單體經濟模型,太空路線的經濟性更不占優。
就連OpenAI的山姆·奧特曼(曾考慮斥資數十億美元投資火箭公司Stoke Space,試圖成為SpaceX在軌數據中心的競爭對手)也公開稱,這一概念在未來十年“荒唐不切實際”。他對媒體表示,發射成本與地面電力成本的簡單算賬就通不過,還尖銳反問:誰打算怎么維修太空中壞掉的GPU?
天文界還提出了另一重完全不同的反對意見。針對SpaceX FCC申請的約1000條公開評論中,絕大多數都要求委員會不予批準。一旦獲批,這個星座將讓夜空中的衛星數量超過肉眼可見的恒星,進一步讓本已不堪重負的軌道環境軍事化、商業化。
這并非意味著在軌數據中心永遠不可能實現。如果SpaceX星艦能達成成本目標,可能從根本上改變當前讓方案不可行的入軌成本。Starcloud循序漸進、小規模載荷迭代抗輻射性能的工程路徑,偶爾也可能帶來突破。而且,推動這股熱潮的地面電網瓶頸并不會消失。
但向FCC提交100萬顆衛星的申請,與讓在軌計算在經濟上比得上艾奧瓦州一間擺滿GPU的倉庫,兩者的差距不是以年計算,而是以物理難題計算——無論多少富豪愿意嘗試,當前AI基建投資的速度都無法繞開這些難題。
科學家們想問的不是太空數據中心理論上是否可行,而是:面對如此多未解決的工程問題,為什么有人把它當成需要短期答案的短期解決方案?
事實證明,天空不是極限。散熱器才是。
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