新智元报道

编辑：好困

【新智元导读】当美国把H100送进轨道试图复制「太空数字霸权」时，中国创业团队的「天算计划」正以万卡级超算中心为剑，在真空与辐射的绝境中找到一条掌握人类数字命运的新路。

2025年11月，人类科技史上出现了一个颇具戏剧性的瞬间。

两大科技巨头几乎在同一周「进军太空」——

• 英伟达首次把H100 GPU送入了太空；

• 谷歌宣布要在2027年发射81颗搭载TPU的卫星。

美国的AI芯片霸主，之所以将角力的战场转移到太空，目的只有一个：

让算力，不再被地面束缚。

在大洋彼岸，来自中国的中科天算，却已经默默在这条道路上深耕多年。

他们在做的，不仅仅是把GPU送上天，而是计划在太空部署一个「超算中心」。

听起来像科幻？

让我们一步步拆解这场「太空竞赛」，看看已经发生了什么，以及未来会对我们的生活带来多大的影响。

太空竞赛白热化

科技巨头纷纷下场

2025年11月2日，SpaceX 猎鹰9号火箭（B1091）发射，将美国初创公司 Starcloud 的 首颗试验卫星送入轨道。

这颗60公斤重的小卫星搭载了英伟达H100 GPU，算力达2000TFLOPS（每秒2000万亿次运算），是国际空间站计算能力的100倍。

谷歌随后也发布「逐日者计划」（Project Suncatcher），拟于2027年发射81颗搭载TPU的卫星。

可以看到，美国的AI芯片巨头正在利用其地面技术生态，向太空迅速进军。

在这个天基算力联盟中：

• 英伟达凭借其成熟的GPU产品生态，试图将AI芯片市场延伸至太空；

• 谷歌通过与Starcloud合作部署特制版Gemini大模型，试图将AI应用市场延伸至太空；

• 马斯克的星链星座则以2.3万颗卫星组成的通信网络，构建起太空数据传输的「高速公路」。

这一切都指向一个战略意图：

美国正在打造「芯片—算力—应用」的太空生态闭环，试图复制其在互联网时代的先发优势。

算力上天的战略博弈

轨道资源枯竭倒计时，中美争夺太空计算「规则」制定权。

为什么科技巨头们都如此重视天基计算？

说白了，这不是一场「科技公司间的竞争」，而是一场全球性的战略对抗。

为什么科技巨头们都在抢占先发位置？

因为有三样东西非常稀缺：

1. 轨道资源

地球近地轨道仅能容纳约6万至10万颗卫星。

国际电信联盟规定，卫星使用的轨道和频谱资源遵循「先到先得」原则，星座申报后7年内必须发射首颗卫星，14年内要完成全部部署。

美国的「星链」申请了4.2万颗卫星的频谱，目前在轨卫星超过8000颗，已抢得先机。

星座组网就像一场激烈的抢座位游戏，晚到者可能无座可坐。

2. 标准制定权

谁制定标准，谁掌控产业链。

未来太空算力的标准，比如数据格式、算力协议、星间通信协议等，都可能成为「太空秩序的根基」。

3. 数据主权

卫星拍到的地球数据、轨道上运行的模型参数、太空云服务的隐私规范，等等，都会关系到未来国家的安全。

所有这些，可以用一句话进行总结：

太空算力竞赛，就是21世纪的「新大航海」。

中国公司启动「天算计划」

与此同时，中国的团队也在行动。

• 之江实验室主导构建的整轨互联太空计算星座，计划建成千星规模的天基智能计算基础设施，于2025年5月14日在酒泉卫星发射中心发射了首批12颗计算卫星，标志着我国首个整轨互联太空计算星座进入组网阶段；

• 中国科学院计算技术研究所已成功研制单节点POPS级的星载计算机，首次构建了基于国产高性能大算力芯片上天的技术体系；武汉大学牵头研制了「东方慧眼」智能遥感星座，采用「光学+雷达+高光谱」协同观测体系，突破星上智能处理、图像高效压缩等核心技术；

• 中国科学院空天信息创新研究院与鹏城实验室合作，推出「空天·灵眸」3.0 版，这是全球首个百亿参数级空天一体基础大模型，可用于多模态遥感数据解译。

此外，中国的企业在天基计算的赛道上也开始了发力，目前有一家潜心攻关天基计算的先行者——中科天算。

作为中国最早一批从事「天基计算」的团队，他们不仅人才济济，而且相关技术攻关也得到了多位遥感、计算机体系结构、芯片领域的院士和杰青的指导。

• 公司核心成员来自中国科学院计算技术研究所、航天五院、之江实验室等优势单位；

• CEO深度参与我国多套卫星互联网系统设计论证、标准设计，装备研制等；

• 总工程师曾任多个卫星型号主任设计师、副总师、总师，CTO从事航天电子产品研发近20年，参与过20余颗低轨卫星研制任务。

值得一提的是，中科天算不仅具有「互联网」和「航天」两方面的基因，而且既传承着地面超算的成功经验，也继承了航天工程的严谨作风。

他们致力于突破「超算上天」、「Al for Space」核心技术，并建立了智能计算软硬件系统与应用服务生态，是国内领先的高可靠、高性能、低功耗、低成本智能计算软硬件系统及解决方案提供商。

简单而言，他们的目标不是把一张显卡送上轨道，而是「在轨建机房」，「太空云计算」——

在太空建一个超算中心，让通导遥应用全部「在轨完成」。

听起来夸张？

实际上，从AI计算刚刚起步的2019年，他们就开始了行动，目前已经完成了太空智能计算的多项关键技术突破。

1. AU1000： 首台多卡嵌入式星载AI计算机

2019年开始研发，2022年成功上天的这台设备，有三个关键成就：

• 使用国产AI芯片突破32 TOPS

• 解决星上高可靠计算

• 支撑实时遥感分析

它所解决的，是「太空能不能稳定跑AI算力」问题。

2. AU1000-3：分布式AI算力协同计算机群

2021年开始研发，2023年成功上天的这台设备，第一次让卫星之间像地面服务器一样互相协作。

它所解决的，是三机协同，让卫星组成「在轨分布式机群」。

3. 研发天基大模型，上注实现在轨部署

团队24年自研了断点续传技术，并通过15圈上注，实现天基大模型在轨部署，让一个大模型真正做到：

• 星地动态上注

• 在轨部署与更新

• 稳定推理与决策

模型具备图像解析、语义交互、多模态能力，形成「太空智能决策链」：

感知→分析→判定→决策→行动

构建太空超算的三大支柱

能源、算力与通信

上述过硬的研发履历，给了中科天算的研发团队信心去完成更大的挑战。

在公司成立的时候，他们就有一个远大的目标。

中科天算在接受采访时表示：

借助于天基宽带网络的建设，「超算上天」将大大助力天基特有信息融合产生的价值属性，推动太空服务迈入「太空AI」时代，提升天基互联网的应用能力，为商业闭环提供重要支点。

他们把这一目标详细设计成「天算计划」：在太阳同步轨道部署模块化、可扩展的太空超算中心。

这一系统由能源舱、算力舱、通信舱三大模块构成，通过协同设计突破空间环境约束，实现「超算上天」的蓝图。

具体思路是：

1. 能源舱：太空超算的「绿色心脏」

• 技术突破：采用柔性光伏阵列与模块化储能系统，总功率超100MW。光伏板以折叠发射、太空自主展开的方式部署，结合高效能源管理算法，动态调节能源分配，应对太空辐照波动。

• 可持续性设计：借鉴地面绿电算力融合经验，利用太空太阳能实现零碳供能，显著降低对地面能源的依赖。储能装置采用高循环寿命固态电池，支持超算中心在轨道阴影区持续运行。

2. 算力舱：智能计算的「太空大脑」

• 国产化算力集群：集成万张高性能计算卡，总算力达10 EOPS（即每秒一千亿亿次运算），支持模块化在轨组装与故障冗余替换。计算卡采用抗辐射加固设计，应对太空高能粒子环境。

• 能效优化：创新液冷与辐射协同散热技术，解决太空真空环境高密度算力的温控难题。

3. 通信舱：天基信息网络的「神经中枢」

• 激光织网架构：由100+台高功率激光通信器构成星间链路，总带宽10 Tbps，支持星地双向通信与星间分布式广播。

• 多协议兼容性：适配国内主流卫星通信标准，实现与地面6G网络、深空探测器的无缝对接。

2026年，中科天算将实现首个GPU超算节点上天，「天算计划」将逐步验证能源舱在轨展开、算力舱卡群热控、通信舱激光组网等关键技术。

太空超算的生存法则

破解辐射与散热双难题

除了高昂的发射成本，太空超算中心的建设需直面两大核心技术挑战：宇宙辐射杀机与真空散热困局。

这是中国公司和马斯克、黄仁勋等美国巨头们所面临的共同困难。

1. 辐射防护：芯片的「隐形战场」

在太空中，高能粒子不仅会引发数据的「瞬态翻转」（单粒子效应），还会导致芯片的「永久衰变」（总剂量效应）。

对此，「天算计划」的算力舱通过国产芯片的抗辐射设计+动态模块备份+纠错算法，实现了系统级抗辐照能力。

2. 真空散热：从「风冷失效」到「流体革命」

散热是地面超算运行的关键环节。

太空环境没有空气对流，传统的风冷散热方式完全失效，散热问题成为超算上天面临的另一大挑战。

GPU等大算力器件的功耗极高，容易造成热量局部堆积，导致器件故障、老化甚至损坏。

以Starcloud-1中搭载的H100-PCIE为例，其芯片面积约为814 mm²，功耗以350 W计算，热流密度约43.0 W/cm²。

下表中列出了常见的太空导热方法，GPU芯片热流密度远超常规太空散热技术极限。

太空超算开启全域赋能新纪元

太空超算作为人类计算能力的太空延伸，正通过重构数据处理范式、突破能源与散热桎梏、重塑全球算力格局。

马斯克表示：「随着星舰的问世，大规模部署太阳能人工智能卫星的道路终于得以开辟。这也是我所认为的，唯一一条能够实现每年1太瓦（1TW）人工智能算力部署的路径。」

如中科天算这样的中国创业者们也正在沿着「随着AI上天、超算上天，天数天网天算的有机融合，将成为未来太空经济发展的重要支点」的目标前行。

在这场「算力殖民」与「数字主权」的博弈中，一个关键共识正在形成——太空超算的终极竞争不在于技术参数，而在于能否构建开放、安全、可持续的生态系统。

当算力突破大气层，人类正站在数字文明的新起点。

这场太空超算竞赛的终局，或许将决定未来百年哪个国家能真正掌握「数字命运共同体」的主导权。

参考资料：

[1] Moss, S. (2025, November 3). Starcloud1 satellite reaches space, with Nvidia H100 GPU now operating in orbit. DataCenter Dynamics. Retrieved from https://www.datacenterdynamics.com/en/news/starcloud-1-satellite-reaches-space-with-nvidia-h100-gpu-now-operating-in-orbit/

[6] Liu Y, Han Y, Li H, et al. Computing over Space: Status, Challenges, and Opportunities[J]. Engineering, 2025.

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