中国又整活了：计算卫星星座

今年5月，国星宇航在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将太空计算星座021任务12颗卫星发射升空。

卫星顺利进入预定轨道，标志着全球首个太空计算卫星星座成功发射。

据介绍，国星宇航自研的智能网联卫星平台，除配套了国星宇航自研的AI载荷外，还搭载了之江实验室研制的星载智能计算机等太空计算软硬件和天基模型，实现了“算力上天、在轨组网、模型上天”，可执行异轨卫星激光接入、天文科学观测等在轨任务。

每颗卫星均具有星载智算系统、星间通信系统，能够实现整轨卫星互联，具备太空在轨计算能力。

建成后，将助力我国在全球率先建成太空计算基础设施，突破人工智能领域边界从地面迈向太空。

初看到新闻，没想明白为什么要有这么个计算卫星星座。

仔细想想，很有道理。

低轨道卫星星座在经济和军事上都有巨大应用前景。

星链之类的“两头在地”用不着计算卫星这样的奇技淫巧，但民用大地观测或者军用，计算卫星就非常有用了。

卫星空间观测的好处不言而喻，但数据量也是真大。

过去需要一大帮专家，拿着放大镜，一寸一寸地在实体照片上大海捞针一样寻找蛛丝马迹。

过去照片是卫星上用胶片成像，然后再装入小舱里投放再入，在空中用降落伞减速、直升机回收。

麻烦得很，间隔很长，谈不上实时性。

后来改用数码成像，数据链下传，便利和实时性高多了。

说起来，如今数码照相人手一个，但侦察卫星上的CCD才真是首次使用。

但用计算机判读还是更后来的事。

问题是，计算机处理能力越大，数据下传量越大，通信瓶颈越严重。

观测/侦察卫星在低轨道运行，要么需要等过顶地面站的时候下传，要么需要空间中继卫星。

但观测星座的卫星数量越来越多，分辨率越来越高，要求越来越复杂，数据量和数据处理要求爆炸性增加，星地数据传输的瓶颈问题越来越大。

比如说，预警卫星可以做到准凝视观察，通过“动目标检测”捕捉一切运动物体，也就是说，比较前后两幅图像，相同的就是固定物，不相同的就是移动物。

当然可以通过滤波门限排除明显不是目标的东西，比如速度、高度、大小不符合目标要求的鸟群、动物群等。

全球准凝视监视不光近实时掌控全球空海地态势，还可通过从停机坪开始就持续跟踪、稳定跟踪隐身目标。

追踪已知目标比从陌生环境里抓出隐身目标要容易、可靠。

但这个体系的数据量和处理要求惊人。

无线电有频率和大气窗口的问题，也受天气影响较大。

在战时，地面站也是首选目标。

星地通信更是干扰的首选目标。

把算力搬到轨道上，这些问题就解决了。

计算卫星有广域卫星激光接入能力。

在轨道上，卫星之间容易保持视距内接触，激光通信的定向性、保密性、抗干扰性和数据率大大优于高频无线电，没有天气影响，生存力也高于地面站，反卫星毕竟比打固定的地面站要费事得多。

计算卫星还有直接利用空间太阳能发电的能源优势，和空间寒冷的散热优势，有利于大容量算力。

太空计算星座021任务是国星宇航发起的“星算”计划首发星座，也是之江实验室“三体计算星座”的首发星座。

“星算计划”将由2800颗算力卫星组网，旨在建设覆盖全球的天地一体化算力网络，助力我国在全球率先建成太空智算基础设施。

星座组网后将形成全球最强的太空计算能力。

把算力贴近信息源，将处理后的信息提取特征后极大浓缩，再传给用户，大大减少数据量，也减少处理时间的滞后，这是趋势。

直接将信息获取与就地处理相结合最好，信息就地处理，只将提取出来的特征数据下传，通信压力极大降低。

如果实施预警卫星星座，这是刚需技术，不可能靠数据下传。

预警机还只有少量几架在空中游荡，靠数据下传和地面站处理还有可能。

预警卫星星座就是几百颗在轨道上运作，数据下传和地面站就是不可承受之重了，只有星上处理，直接提取威胁或者目标数据下传，而不是把原始数据直接下传。

这么说也有点绝对，很可能是原始数据还是会定期打包下传，但只是供地面站对星上模型进行校核之用。

做不到星上就地处理的话，在轨道上就近处理就是退而求其次。

说起来，这里还是有一个数据传送问题，只是星间传送还是星地传送的问题。

星间通信可以用数据率高的激光，几乎无干扰，一气呵成；星地通信用无线电，激光也有大气干扰的问题，数据率加校错就需要更长的时间，还是有差别的。

中国已经在着手打造轨道算力了，这是为大规模铺开低轨道星座进行基础建设。

难怪西方着急。

问鼎苍穹：中国“太空计算星座”的战略雄心与技术范式转移

今年五月，中国航天事业的版图上又添浓墨重彩的一笔。国星宇航在酒泉卫星发射中心，利用长征二号丁运载火箭，成功将“太空计算星座021任务”的12颗卫星送入预定轨道。这不仅是一次常规的卫星发射，更是全球首个太空计算卫星星座的成功部署，标志着中国在航天领域向着更具颠覆性的技术方向迈进——将强大的计算能力“搬上天”。

初看这一新闻，许多人可能会感到困惑：卫星不就是用来观测、通信和导航的吗？为何要费力在遥远的太空搭建一个庞大的“计算中心”？然而，随着对低轨道（LEO）卫星星座大规模部署的趋势深入剖析，以及对未来空间信息战与地球观测需求的审视，这种看似“奇技淫巧”的举措，实则蕴含着深刻的战略洞察和必要的技术演进逻辑。中国此举，是在为抢占未来全球信息基础设施制高点、构建下一代空间能力奠定基石。

一、从地面到星空的范式转移：计算能力的战略价值

传统的卫星系统，无论其应用多么先进，其核心流程往往遵循一个“两头在地”（或至少依赖地面）的模式：卫星负责采集信息，然后通过数据链将庞大的原始数据下传至地面站进行处理、分析和决策。正如文本所指出的，这套模式在面对爆炸性增长的数据量和对实时性近乎苛刻的要求时，其瓶颈愈发明显。

1. 数据洪流与通信瓶颈的不可调和性

现代遥感、侦察、气象甚至商业观测卫星，其分辨率和成像频率的提升，带来了TB级甚至PB级的数据洪流。传统的星地通信，无论是依赖无线电频率还是激光链路，都面临着严峻的挑战：

带宽限制与传输延迟： 低轨道卫星的过顶时间窗口有限，数据传输依赖地面站或中继卫星。数据量越大，传输所需时间越长，实时性越差。
地面基础设施的脆弱性： 在军事或高烈度冲突场景下，地面站是明确的首选打击目标。一旦地面控制或数据接收中心瘫痪，整个系统的效能将大打折扣。
抗干扰与保密性挑战： 无线电通信易受天气影响，且容易被截获和干扰。即便是激光通信，虽然定向性好、抗干扰能力强，但星地链路仍存在被探测和干扰的风险。

2. 太空计算的应运而生：数据源头的就地消化

将计算能力部署到卫星平台本身，特别是部署到由多颗卫星组成的星座网络中，正是对上述瓶颈的革命性解决方案。太空计算星座的核心理念是“把算力贴近信息源”，实现“算力上天、在轨组网、模型上天”。

文本中提到的“动目标检测”（GMTI）就是最佳例证。对于全球准凝视监视系统而言，要捕捉和追踪隐身目标，需要对连续采集的图像进行实时的、高强度的差分运算。如果将海量原始图像传回地面，所需带宽和时间是不可承受的。

太空计算实现了“信息提取的浓缩”：

就地处理，只传特征： 卫星在轨直接运行先进的AI模型，对原始数据进行实时筛选、识别、跟踪和目标特征提取。最终下传给用户的，是经过高度浓缩和提炼的“威胁信息”或“目标坐标”，而非冗余的原始图像。这极大地减轻了星地数据链路的压力，将对实时性的要求降至最低。
提升生存能力： 卫星间的激光互联，相比星地链路，具有更高的安全性、抗干扰性和数据率。在轨道上构建的分布式计算网络，其生存性远高于集中式的地面站。

太空计算星座，本质上是在太空中构建了一个分布式、高生存性、高实时性的“信息预处理中心”。这不仅是观测技术的进步，更是信息系统架构的根本性转变。

二、国星宇航与“星算”计划：构建太空智算基础设施

“太空计算星座021任务”的成功发射，是国星宇航“星算计划”的序幕，也是之江实验室“三体计算星座”的开端。目标是建设一个由2800颗算力卫星组成的全球天地一体化算力网络，建成全球最强的太空计算能力。

1. 软硬件的深度融合：为太空定制的“超级计算机”

实现太空计算，绝非简单地将地面服务器塞进卫星舱，它要求航天电子学、空间环境适应性、能源和散热的革命性突破。

智能网联卫星平台： 国星宇航自研的平台，意味着其对卫星的结构、电源管理、姿态控制系统进行了深度优化，以支持高功耗的AI载荷。
AI载荷与星载智能计算机： 这是核心竞争力。之江实验室研制的星载智能计算机，意味着计算架构已经针对太空环境进行了适应性改造。这不仅涉及芯片的抗辐射设计（Rad-Hard），还包括了对能效比的极致追求。
天基模型与在轨组网： 模型上天，意味着算法必须在轨运行。这不仅包括数据处理模型，还包括了星座自身的协同控制、资源调度和任务分配模型。

2. 解决太空中的“不可能三角”

太空计算的优势，在于能够利用空间独有的资源，突破地面计算的“不可能三角”（实时性、带宽、生存性）。

能源优势： 空间太阳能发电效率高，且无大气损耗。
散热优势： 空间极端寒冷的环境为大容量计算提供了理想的散热条件（尽管热管理本身仍是巨大挑战，但其热排放的“真空”环境比地面复杂得多）。
异轨连接能力： 能够执行“异轨卫星激光接入”，这表明该星座具备跨越不同轨道面、不同任务需求的卫星间的协同计算能力，这是地面网络难以企及的立体连接能力。

通过这种方式，中国正在为未来大规模、高密度、高智能的低轨星座（如巨型通信星座、高精度导航星座）提供必要的算力支撑，实现从“数据采集”到“智能决策”的全链条闭环。

三、战略意义：超越技术本身的影响力

太空计算星座的部署，其战略意义远远超出了提升侦察卫星的数据处理效率。它是对未来全球空间基础设施主导权的争夺，直接触及了信息优势的核心。

1. 抢占未来太空信息战高地

在现代军事冲突中，信息优势（Information Superiority）决定了战争的胜负。

A. 实时态势感知与预警： 如前所述，对于全球预警卫星星座而言，实时、精确地识别和跟踪动目标是“刚需技术”。如果竞争对手能够依靠轨道上的计算能力，实现对关键目标（如高超音速武器、隐身战机）的持续、高置信度跟踪，而我们的系统仍需依赖数据下传的延迟，那么在关键决策窗口期，我们将处于被动地位。中国先行部署太空计算，旨在确保在下一代空间预警体系中，不因计算瓶颈而丧失先机。

B. 增强抗毁性与自主性： 分布式、去中心化的计算网络，在遭受攻击时具有极强的韧性。即使部分节点被摧毁，其余卫星仍能通过星间链路重组网络，维持核心功能。这种高度的“在轨自治”能力，是应对现代反卫星武器威胁的有效防御手段。

2. 驱动商业航天与AI产业的深度融合

太空计算基础设施的建成，将为商业航天带来巨大的想象空间。一旦算力成本和实时性问题解决，低轨卫星的应用将不再局限于简单的通信或快照拍摄。

太空AI即服务（AIaaS）： 商业公司可以租用星座的算力资源，进行复杂的地球科学模拟、气候建模、灾害预测等高算力需求的任务。
太空制造与机器人： 未来的太空制造、在轨维修或太空资源勘探，需要实时的感知、复杂的路径规划和自主决策，这些都依赖于强大的机载计算能力。

3. 颠覆数据获取与价值转化的周期

通过将计算能力前移，中国正在重塑数据的生命周期。数据不再是需要耗费资源“运送”回家的昂贵包裹，而是可以在采集点即时“提炼价值”的资源。这种效率的提升，将使得太空资产的投资回报率（ROI）得到质的飞跃。

四、全球竞争与西方的“着急”

文本最后提到“难怪西方着急”。这种“着急”并非无的放矢，而是对中国在关键技术领域实现跨越式发展的深切忧虑。

长期以来，西方，尤其是美国，在空间技术领域占据主导地位。然而，航天技术的进步，特别是低轨星座的部署，正使得追赶者能够利用后发优势，直接跳过传统技术路线的瓶颈，采用最前沿的架构。

太空计算星座正是这种“后发优势”的体现：

替代性路线的竞争： 西方在建设其大规模低轨星座（如Starlink）时，主要侧重于通信和宽带接入，其计算需求主要通过优化地面网关和星间激光链路来实现，但并未像中国这样，将AI和分布式计算作为核心基础设施来设计星座。
技术迭代的代差： 随着人工智能和高性能计算（HPC）技术的飞速发展，新一代星座的设计可以一步到位地集成下一代算力。这使得中国有机会在“太空计算”这一新赛道上建立领先优势，从而对既有的依赖地面处理的系统形成代差。

中国太空计算的推进，迫使竞争对手必须加速其系统的智能化和去中心化进程，否则将面临未来信息获取和处理能力上的结构性劣势。

结论：迈向真正的“天空之城”

“太空计算星座021任务”的成功发射，是中国航天宏大叙事中的一个里程碑。它不仅仅是火箭和卫星工程的胜利，更是中国在信息物理融合、人工智能空间化这一前沿领域迈出的关键一步。

通过构建覆盖全球的轨道算力基础设施，中国正在重新定义人类获取、处理和利用太空信息的能力边界。这不是简单的技术修补，而是对未来“天空之城”的重新规划——一个由智能节点构成的、具备自主决策能力的、高韧性的信息网络。在数据爆炸的时代，谁掌握了最接近数据源头的算力，谁就掌握了未来信息战和全球战略的主动权。中国“星算计划”的雄心，正是在于此。