太空算力商业化：技术突破与成本挑战并存

从理论构想到实际应用，太空计算能力产业何时迎来转折点？

在4月3日举行的2026太空算力产业峰会上，一款名为“鱼代码”的应用程序描绘了未来太空算力普及的美好蓝图。

中国科学院计算技术研究所副研究员刘垚圻分享了一个学生设想——渔民通过APP提问：“金枪鱼在哪？”接着，轨道卫星运用高光谱摄像寻找鱼群，智能系统进行分析计算，最终通过通信链路提供位置信息及捕鱼工具建议。

这个充满想象力的画面，正随着“太空算力”由理论转向实践而逐步成为可能。

峰会期间，政府机构、企业、学术界代表深入交流了“将计算能力送入太空”所面临的困难与解决方案。众多业内人士指出，当前国内太空算力商业化进程遭遇核心技术、资金投入等多重阻碍，业界正通过科技创新与商业模式革新寻找突破口。

“计算、通信、散热、能源”层层难关

什么是太空算力？多位专业人士和学者解释，太空算力是指依靠航天科技，在轨道上配置计算设备、数据储存装置及高速数据传输设施，建设融合计算、存储、传输功能的空间信息系统。

传统做法中，卫星需先把数据传送至地面，再由地面数据中心解析处理，即所谓“天上收集数据，地下进行计算”。而在太空算力框架内，卫星转变为“飞行中的电脑”，可完成在轨数据即时处理与独立判断。

中国信息通信研究院云计算与数字化研究所副所长李洁阐述了太空算力演进的“三大阶段”，即天数天算、地数天算、天基主导。现阶段，太空算力正处于探索“天数天算”时期，正由概念验证步入工程化初期。

自去年下半年起，太空算力备受瞩目。其兴起原因，一方面源于人工智能热潮对海量数据(18.600, -0.42, -2.21%)处理需求的增长、地面数据中心能耗攀升等问题的推动，另一方面得益于技术验证取得进展、相关政策陆续发布。

然而，将计算能力部署到太空中绝非简单之事。

国星宇航首席运营官刘京晶在接受第一财经等媒体采访时指出，“计算、通信、散热、能源”构成了产业发展的主要障碍。计算层面，需攻克高性能抗辐射计算芯片及负载难题；通信层面，要达成高速稳定的星间/星地激光连接；散热层面，要应对超高热流密度的热量收集及超大范围的散热技术；能源层面，需建立大规模新型电力供应体系。

刘垚圻深入剖析了“抗辐射计算芯片”“热管理系统”等议题。例如，辐射问题会引起单粒子翻转、单粒子锁定现象，导致芯片数据出错。此外，真空环境和极端温度差异还会引起材料老化、性能偏移等问题。

他指出，在缺乏空气流动的真空环境下，常见的风冷散热方法彻底失效。如今，一枚高性能AI芯片功率可达数百瓦，其热流密度远高于传统航天级芯片，只能采用构造更为复杂的液态循环散热方式，这同时带来了全新的系统工程挑战。

“从芯片发热如何排出，到导热垫片的材质选取，再到液冷板的微通道构造、冷却介质的持久稳定、循环泵的可靠程度，每个步骤都需谨慎对待，这是一个需要大量实验验证的整体科研课题。”他举例说，一台算力达到3P（千万亿次）的在轨计算机项目，曾因为一个肉眼难以发现的细小气泡，在地面试验舱中屡次失败，耗费整整一年时间。

刘垚圻还强调，太空应用场景几乎尚未启动，太空信息领域的生态系统亟待建立。

多样化技术路径探索

面对严峻的物理限制和广阔的市场潜力，全球研究者展现了涵盖系统架构、芯片、能源、散热到运输等多个维度的技术路径。

在系统架构领域，中兴通讯(32.080, 0.03, 0.09%)首席科学家向际鹰总结出三大主流方向。

第一种是Google尝试的“星上集群”模式。该方案将多颗卫星以极短距离编队飞行，运行于不穿越地球阴影的晨昏轨道。由于距离极近，星间可通过高速激光构建类似地面数据中心内部网络，从而支持在轨AI模型训练与推理。此方案对超高精度编队控制要求极高，技术难度大。

第二种是马斯克“星链”为代表的“分布式计算”模式。该模式依托“星链”成千上万颗、每颗算力相对较弱的通信卫星，广泛分布。此类架构适用于低延迟推理任务，但难以满足AI训练所需的大规模数据交换与参数同步，分布式系统的带宽与时延成为制约因素。

第三种则是欧洲尚处于理论阶段的“太空超级计算中心”构想。其核心理念相当于建造一座“计算空间站”，通过多次发射，在轨道上拼装一个庞大、集中化的超级计算机。

结合国家情况和产业特点，向际鹰建议跟随第二种，即分布式计算路径。“入门标准相对较低，也可通过增加卫星发射数量来补偿单颗卫星性能的不足。”

芯片领域，业内人士提出了商用适度定制、专用抗辐射以及太空原生芯片等方案。向际鹰提到，英伟达、谷歌均采用基于地面芯片的适度定制，这条路线同样适合中国。

刘垚圻还提出一个更加前瞻的想法：可以利用太空环境特性开发全新材料和组件，或许未来的太空计算机不应“抵御辐射”，而应“吸收辐射”。

散热技术方面，主动热控在会议中被频繁讨论。例如，银河航天已在2023年发射的平板卫星上验证了泵驱动散热系统；中科院计算所正致力于微流道设计、泵设计等系统工程问题的研究。

产业生态系统建设也被提上议事日程。会议现场举办了算力产业发展联盟“太空算力专业委员会”成立典礼。据称，作为业内首个面向全国的专业协作平台，委员会汇聚了院士专家、领军企业、科研机构与金融组织等产业链资源。李洁表示，委员会的成立将增强算力与航天产业链的协同效应，打造全方位融合的产业生态圈。

费用如何核算？

太空算力产业需要多个技术环节协同发展。这意味着，太空算力的实施费用是昂贵的。

费用如何核算？北京空间飞行器总体设计部（航天501所）研究员宋政吉曾做过相关调查，他分解了算力进入太空的成本组成：发射费用占比约30%-40%，卫星制造费用约20%-30%，空间环境适配改造（抗辐射、散热等）及算力芯片、能源系统各占相同比例。若同样建设30兆瓦数据中心，太空算力总费用比地面高出约十倍。

在此背景下，太空算力产业何时迎来转折点？又将怎样实现商业盈利？

降低火箭发射费用成为业界共识。其中，蓝箭航天、星际荣耀等企业在分享中都提及攻克火箭回收技术，实现火箭重复利用。

“倘若能够成功实现产业化，通过‌一级火箭可重复使用20次‌的设计，发射费用将降至约2万元/公斤‌‌。”星际荣耀集团副总经理谢红军还预测，若从运力端解决了两级可重复，或可将地面和天上费用持平。

发射费用之外，钙钛矿光伏量产、商用芯片硬件费用下降等也是促进太空算力发展的重要要素。

产业的转折点似乎触手可及。还有机构预测，到2030年全球太空算力市场规模将超过千亿美元。

多位业内人士在接受采访时表明，当前国家安全、低空经济、海洋监控、信息服务等领域，都迫切需要发展太空算力。其中，率先打通商业闭环的应用场景，主要集中在对实时性要求极高、地面网络难以触及或费用过高的领域。如对地观测与遥感，包括紧急安全、环境监测。

“相较于地面算力中心，太空算力的独特之处在于‘实时性’和‘覆盖性’。”中国信通院云大所数据中心部副主任谢丽娜补充说，算力卫星可通过激光通信联网，实现全球无死角覆盖，直接在轨处理数据，传回高价值信息，可以缩短灾害预警、资源监测等场景的数据时效。

天仪空间是一家商业SAR（合成孔径雷达）遥感卫星星座运营商。该公司联合创始人兼CTO任维佳认为，算力将决定商业航天的后半程。过去几年公司持续提高星上算力，目前正在与北航合作将算力提升至约200个Token。这将让遥感服务从过去的天级响应迈向亚小时级，未来将实现分钟级，从而实现灾害有效预警。

“太空算力越强，应用的边界就会拓展得越来越宽，两者目前正在形成一个正反馈循环。”任维佳坚信：“未来五年太空算力将会从‘奢侈品’变为全球感知网络的标准基础设施。”（本文作者：第一财经记者胡淑娟）