近日，太空领域迎来一项重要技术突破——美国太空探索技术公司（SpaceX）使用“猎鹰九号”火箭将搭载英伟达H100旗舰芯片的卫星送入太空。这颗具备80GB显存的芯片，将承担地球观测图像分析以及大语言模型Gemini的推理任务，标志着全球首次数据中心级GPU在轨运算实验的完成，被视为太空高算力人工智能（AI）时代的开端。不过在此之前，中国已有多颗搭载AI大模型的卫星进入太空，并在太空AI领域展现出体系化推进的强劲势头。
为何各国竞相布局太空AI？中国科学院计算技术研究所研究员韩银和在接受采访时指出，具备大算力的卫星能够突破星地数据传输的瓶颈，实现信息的“天基快速理解与决策”。这种能力在灾害监测预警等需要极低延迟响应的场景中尤为重要。结合卫星宽带网络，太空数据中心和超算中心的建设具备五大优势：超低时延的数据处理能力、超高带宽效率、无界覆盖与机动性、天然的高安全性，以及补强地面盲区的能力。这些优势使得太空AI成为未来空间信息基础设施的关键组成部分。
然而，将大算力引入太空并非易事。太空环境的高辐射、极端温差，以及卫星平台有限的能耗和散热条件，都对算力芯片的稳定运行提出了严峻挑战。从地面数据中心到星际计算节点，这一过程不仅需要硬件的升级，更涉及工程、算法和能源管理的系统性创新。
中国在太空AI领域的布局起步较早，多个科研机构已取得关键进展。例如，中国自主建设的智能遥感卫星星座“东方慧眼”首颗实验星“珞珈三号01星”于2023年1月发射，首次实现了8分钟星地互联的B2C应用服务，并在2024年底成功上注大模型，使卫星具备了大模型能力。今年5月，我国首个整轨互联太空计算卫星星座“三体计算星座”完成首次发射，正式进入组网阶段。北京计划在700-800公里晨昏轨道建设运营超过千兆瓦功率的集中式大型数据中心系统，进一步推动AI算力向太空延伸。
韩银和介绍，中国在太空AI领域已形成体系化推进格局，多个顶尖团队在关键技术上取得突破。中国科学院计算技术研究所采用全体系国产化核心元器件和高可靠容错计算架构，于2023年率先实现100TOPS级星载算力，为天基大模型运行奠定了硬件基础。武汉大学的“东方慧眼”星座通过通导遥一体化与AI融合，将数据响应时间压缩至分钟级，实现了“快、清、准、全、懂”的遥感服务目标，并开创了大众调用卫星的商业新模式。浙江之江实验室与国星宇航合作的“三体计算星座”则采用激光终端保障星座级高效协同，支持星间100Gbps高速通信，算力达到744TOPS。
当前，全球太空AI部署仍以轻量化模型为主。即便是英伟达H100这样的高性能芯片，在太空中运行的也是Gemini轻量版模型。中国已全面掌握轻量级大模型在轨部署能力，并正稳步迈向全参数大模型在轨运行的研制阶段。中国科学院计算技术研究所团队提出了“一星多卡”的天基超算架构，计划明年发射卫星进行在轨验证，为全参数大模型的应用提供算力基础设施。这一架构采用国产高能效GPU组成阵列，致力于实现单星算力的跨越式提升。
韩银和强调，中国的“一星多卡”方案并非简单堆叠硬件，而是体系性的创新。该方案注重模块化设计、系统性集成，并克服了散热、功耗等极限挑战，目标是为构建未来的太空超级计算中心提供基础。尽管这一路径面临更大挑战，但从长期看，它具有实现更高算力密度和任务灵活性的潜力，代表着更面向未来的探索方向，是中国从技术追随者转向引领者的关键一步。
在韩银和看来，太空AI建设不仅是技术竞争，更关乎下一代空间信息基础设施的标准制定权。谁率先掌握星上实时感知、认知和决策的核心能力，谁就能在太空时代占据主动。中国正通过系统性创新实现“弯道超车”，各方因此加大投入，推动这一领域快速发展。
