当全球科技巨头争相将算力竞赛推向太空时,中国科研力量已在这片新战场悄然布局多年。从学术机构到商业航天企业,一场突破大气层限制的算力革命正在重塑人类计算基础设施的物理边界。
在近地轨道500公里处,中科天算团队正推进的"天算计划"勾勒出未来太空超算的雏形。这个由能源舱、通信舱、算力舱组成的模块化系统,计划集成万张高性能计算卡,构建算力达10EOPS的天基智能体集群。其核心突破在于三大创新:利用柔性光伏阵列实现100MW级持续供能,通过百束激光链路搭建10Tbps级通信网络,更关键的是突破地面散热限制的混合冷却架构——这套系统将流体回路主动导热与辐射散热结合,解决了真空环境下的热管理难题。
这场工程突围背后,是科研团队对极端物理环境的深度破解。针对太空高能粒子辐射,团队摒弃传统抗辐射加固芯片的落后制程,转而采用先进制程芯片配合多模冗余架构。实验数据显示,这种设计虽无法完全避免单粒子翻转导致的逻辑错误,但通过计算单元互为备份的容错机制,成功将商用芯片的太空存活率提升至实用水平。更颠覆性的是散热方案:在微重力环境下,团队研发的流体回路系统成功实现工质循环,配合辐射散热板,使高密度算力芯片的稳定运行成为可能。
中国学术界在此领域的探索早有布局。中国科学院计算技术研究所自2019年启动天基算力底座研究,已研制出极光POPS级星载智能计算载荷;武汉大学牵头建设的"东方慧眼"星座,通过光学、雷达、高光谱协同观测体系,突破星上智能处理技术;北京邮电大学的"天算星座"则验证了星地IP网络与星间激光通信技术。今年5月,之江实验室发射的"三体星座"计算卫星,更开启了太空计算星座的组网验证。
这场变革正在重塑应用生态。中科天算CEO刘垚圻将当前天基信息基础设施比作地面互联网的1G时代——功能单一且成本高昂。随着算力上轨,太空将经历类似地面网络的演进:2G时代实现卫星通信普及,4G时代则催生完整的天基互联网生态。以远洋渔业为例,高光谱卫星实时监测海洋环境,导航卫星提供定位,太空中的AI大模型整合分析数据后,可直接向渔民终端推送"东北方20海里处半小时后有金枪鱼群经过"的决策信息。这种即时响应能力,是地面超算因物理延迟与带宽限制难以实现的。
太空算力的战略价值远超商业竞争。相比地面数据中心,轨道算力中心具有天然抗毁性,能在自然灾害中充当备份中枢;其全球覆盖特性更可为偏远地区提供算力支持,推动自动驾驶、低空经济发展。当人类探索延伸至月球、火星时,预先部署的轨道算力节点将成为连接地球与深空的数字桥梁,避免在天体表面重建全套设施的高昂成本。从AI芯片的初步验证到万卡集群的工程化推进,全球在真空与辐射中的技术积累,正在为人类数字文明拓展新的边界。











