千星规模的 “三体计算星座” 将重构空天产业生态

2025 年 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，成功将全球首个太空计算卫星星座送入预定轨道。该星座由 12 颗计算卫星组成，是国星宇航 “星算” 计划和之江实验室 “三体计算星座” 的首发成果，标志着我国在太空计算领域实现重大突破，正式开启 “天数天算” 的智能时代。

技术突破：从 “地面依赖” 到 “太空自主”

此次发射的 12 颗卫星采用 “顶置主星 + 侧挂从星” 分层布局，通过 4 次星箭分离精准入轨。卫星搭载之江实验室研制的星载智能计算机和星间高速路由器，单星最高算力达 744TOPS（每秒 744 万亿次计算），星座整体具备 5POPS（每秒 5 千万亿次计算）的在轨计算能力，存储容量达 30TB。星间激光通信速率最高达 100Gbps，首次实现整轨卫星互联，构建天地一体化网络。

核心突破在于实现 “算力上天、在轨组网、模型上天”。卫星搭载的 80 亿参数天基模型可对 L0-L4 级卫星数据进行实时处理，直接在轨完成数据筛选、分析和决策，将传统 “天感地算” 模式下不足 10% 的数据利用率提升至 90% 以上，响应时间从 “天级” 缩短至秒级。例如，搭载的宇宙 X 射线偏振探测器可通过双星协同观测伽马射线暴，识别准确率达 99%，推动天文研究范式革新。

应用场景：重构空天产业边界

太空计算星座的应用覆盖多个战略领域：

1. 应急安全：通过红外与 ADS-B 载荷，实现全球森林火灾秒级监测、低空飞行器实时追踪。试验阶段曾提前 47 分钟预测青海地震引发的山体滑坡，精度比地面系统提高 12 倍。

2. 深空探测：未来可为月球、火星任务提供实时在轨计算支持，优化探测任务动态规划。例如，计划为即将发射的天问二号提供数据处理服务。

3. 数字经济：卫星灵境引擎可生成三维数字孪生数据，支持低空经济（无人机导航）、智慧城市、自动驾驶等场景。广西大学与中国科学院国家天文台合作的探测设备，已在天文观测中实现秒级判断。

4. 科学研究：通过分布式算力调度，星座可协同完成异轨卫星激光接入、天文瞬变源探测等复杂任务，推动基础科学研究突破。

战略意义：抢占全球太空计算制高点

该星座的成功发射具有多重战略价值：

• 技术领先：中国率先实现太空计算规模化部署，单星算力和组网能力超越欧美同类项目。例如，美国 Lonestar Data Holdings 计划在月球部署算力中心，但 2025 年仅发射微型数据中心；欧盟太空算力计划需等待 2035 年运载火箭技术成熟。

• 产业变革：国星宇航联合 54 家机构发起 “星算联盟”，覆盖芯片、算法、航天全产业链，目标构建 2800 颗卫星组成的天基算力网络，2030 年总算力达 1000POPS（每秒百亿亿次计算），相当于 40 万台高性能计算机。这将彻底改变全球算力格局，形成 “天地协同” 的新型基础设施。

• 能源与环境：太空计算卫星利用太阳能供电，能耗成本比地面数据中心降低 90% 以上，且无需冷却系统，符合 “双碳” 目标。

国际竞争与挑战

尽管中国已取得先发优势，但仍面临多重挑战：

1. 技术瓶颈：太空辐射、极端温差等环境对芯片可靠性提出极高要求。之江实验室通过抗辐射架构设计，使卫星在太阳风暴期间保持 99.999% 的可靠性。

2. 轨道资源争夺：单个算力集群可能占用 20 公里高度的轨道层。中国通过 “轨道算力高速公路” 设计，将 2800 颗卫星分为 28 个动态编队，避免太空拥堵。

3. 国际规则制定：太空算力尚属法律空白领域。中国正通过 “星算联盟” 与全球合作伙伴协同，抢占国际电信联盟轨道资源，推动建立天基算力标准。

未来展望

此次发射是中国太空计算基础设施建设的第一步。2025 年，“星算” 计划 02 组星座将进入设计阶段，年内完成超 50 颗卫星组网。

长期来看，千星规模的 “三体计算星座” 将重构空天产业生态，不仅支撑国防、科研等战略需求，还将为普通民众提供卫星三维地图、灾害预警等普惠服务。

正如中国工程院院士王坚所言：“人工智能不能因算力缺失而缺席太空。” 这一突破不仅是中国科技自立自强的缩影，更将引领全球空天产业向智能化、实时化方向变革。