之江实验室主导 一箭十二颗星 全球首个整轨互联太空计算星座正式进入组网阶段

逸雪霁蓝

       从浙江省新型研发机构之江实验室了解到，5月14日12时12分，一箭十二颗星，太空计算卫星星座搭载长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。全球首个太空计算星座成功发射，标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。这是浙江省实验室之江实验室主导构建的“三体计算星座”的首次发射，也是航天民企国星宇航“星算”计划的首次发射。

       中国工程院院士、之江实验室主任王坚介绍，“三体计算星座”是由之江实验室协同全球合作伙伴共同打造的千星规模的太空计算基础设施，建成后总算力可达1000POPS（每秒百亿亿次运算）。该设施将通过在轨实时处理数据，解决传统卫星数据处理效率瓶颈问题，推动人工智能在太空的应用与发展。“对于之江实验室而言，不是简单地发卫星，我们是要构建太空计算星座，把算力送到太空，实现计算卫星之间的互联互通，进而把人工智能送上天。”中国工程院院士、之江实验室主任王坚表示。

       之江实验室天基计算系统研究中心副主任李超介绍，之江实验室承担了星载智能计算机等太空计算软硬件和天基模型的研制工作，国星宇航承担了首次发射的智能网联卫星平台研发和整星研制工作。中国工程院院士、之江实验室主任王坚表示，“三体计算星座”的构建，将大大拓展太空应用的边界，对空天产业的变革具有深远意义。

       本次发射的一箭12星是“三体计算星座”的首次发射，也是国星宇航“星算”计划的首次发射。入轨的12颗计算卫星均搭载了星载智算系统、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，将构建天地一体化网络。计算卫星最高单星算力达744TOPS，星间激光通信速率最大可达100Gbps，12颗卫星互联后具备5POPS计算能力和30TB存储容量。卫星同时搭载了80亿参数的天基模型，可对L0-L4级卫星数据进行在轨处理，将执行异轨卫星激光接入、天文科学观测等在轨试验任务。


      

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       何为计算星座？在过去，卫星只有通信、导航、遥感，计算卫星被定义为第四种卫星，并且以后会变成前三种卫星的基础，再通过卫星间的互联互通，形成一个新的网络体系——计算星座。此次一轨12星集结后，将通过星间激光高速互联、星座稳定组网和算力分布式调度，完成太空计算系统建链、组网、成云等天基计算基础功能的在轨验证和应用。

       当前巨型星座组网成为全球航天发展趋势，但在传统的“地面发指令给卫星——卫星执行——传回地面”模式中，数据需传回地面处理，存在带宽限制和效率低下等问题。“本次首发任务是要实现特定场景由‘天数地算’向‘天数天算’转变，满足日益增长的太空即时计算需求，助力我国在全球率先建成太空计算基础设施。”国星宇航相关负责人说，简单来说，也就是把算力送上天。

       在中国工程院院士、之江实验室主任王坚看来，通过建设星座，能将单颗卫星的算力从T级提升至P级，并像互联网将不同电脑连接在一起一样，实现卫星之间的互联互通。“太空计算星座的构建，能让单颗卫星发挥出更大价值，对空天产业的变革具有深远意义。”

       根据计划，今年，之江实验室将完成超50颗计算卫星的星座布局，2027年前，至少完成100颗左右的卫星规模建设。未来，将达到1000颗星的规模，预计在2030年前后，“三体计算星座”将形成千颗卫星的规模，在太空中形成有效的计算基础设施支撑。届时，太空中将初步建成一个天基计算基础设施，整个太空算力将达到1000POPS（约40万台智能电脑的算力）。这相当于，把一座城市级的智能指挥中心，装在了千颗卫星里，将足够支撑在太空运行和地面相当量级的人工智能技术。如此，极具想象力的太空计算时代蓝图将徐徐展开——

       在计算星座指挥中心，记者见证了“星际Siri”的运行模式。当李超对着大屏幕上的对话框询问“之江实验室附近有没有农田？”1秒内，天基模型不仅提供了精准数据，并推送出了高光谱农田影像。此外，承载着“千颗星星”的计算星座，让太空科学研究变得更可调可控。

       “用户们可以根据不同需求自主调度卫星，”张辉畅想，“比如科学家们需要卫星聚焦太平洋，实时追踪天文气象；或媒体机构申请调用高分辨率卫星，对世界杯进行直播；甚至卫星‘接力’跟踪一群大象的迁移路线……”

       更长久地看，小行星防御、深空探测、宇宙射线研究等曾经受限于算力的天文学领域，也可能因为太空中的“计算星座”，而迎来颠覆性突破。就像本次发射的卫星搭载的，由广西大学和中国科学院国家天文台研制的宇宙 X 射线偏振探测器，将触发双星协同观测，对相应射电暴实现秒级判断和 99%的识别准确率，以“人工智能+”推动太空科学研究范式变革。

       为什么叫“三体计算星座”？之江实验室主任王坚介绍，这来源于牛顿提出的“三体问题”。本质是当三个以上的对象协同工作时，存在着一种极其复杂的关系。三体计算星座汇聚了不同创新主体的力量，在星座建设、投入、使用等方面进行机制创新，通过共商、共建、共享、共发展的模式，共同完成太空计算星座的建设目标。

       “所以，12颗卫星只是起步。”李超团队已经投入到下一轨卫星发射任务的研制工作中，预计今年将携手国星宇航、智星空间、地卫二等企业机构，共同完成超50颗计算卫星的星座布局。