*本文為《半月談》2025年第11期內容

　　5月14日一條中國衛星發(fā)射成功的消息，讀起來(lái)可能有點(diǎn)奇怪——“太空計算衛星星座成功發(fā)射”。前8個(gè)字連起來(lái)，究竟是啥意思?再細了解的話(huà)，科學(xué)家又說(shuō)這意味著(zhù)“三體計算星座”正式進(jìn)入組網(wǎng)階段……

　　啥?“三體”?劉慈欣設計的嗎?還真不是。“三體計算星座”到底是什么，又意味著(zhù)什么，來(lái)聽(tīng)聽(tīng)主導這一發(fā)射計劃的之江實(shí)驗室里的科學(xué)家們怎么說(shuō)。

　　“三體”“計算”“星座”，都是啥意思?

　　我們熟悉的人造衛星，大體分為通信衛星、導航衛星、遙感衛星三類(lèi)。不過(guò)，構建“三體計算星座”的衛星并非上述任何一種衛星，而是第四類(lèi)人造衛星——計算衛星。

　　目前，多數衛星自己無(wú)法處理數據，而是將數據傳回地面的數據處理中心加以解析，但這種“天感地算”的模式往往受限于地面站資源、傳輸帶寬等因素，僅有不到十分之一的有效衛星數據能傳回地面，數據時(shí)效也不夠理想。

　　“目前發(fā)射衛星，很像‘放風(fēng)箏’，都是衛星與地面‘單線(xiàn)聯(lián)絡(luò )’，衛星和衛星之間不聯(lián)通。”之江實(shí)驗室天基計算系統研究中心副主任李超說(shuō)，之江實(shí)驗室提出構建“三體計算星座”，就是想打通這些瓶頸。

　　

 

　　“三體計算星座”首軌衛星示意圖

　　2023年，之江實(shí)驗室聯(lián)合全球合作伙伴提出構建這一太空計算系統的設想。次年11月，“三體計算星座”正式啟動(dòng)。

　　為啥取名叫“三體”?中國工程院院士、之江實(shí)驗室主任王堅解釋說(shuō)，這和科幻小說(shuō)倒沒(méi)什么關(guān)系，而是轉化了一下牛頓提出的“三體問(wèn)題”。牛頓當年的思考著(zhù)眼于天體之間引力作用的復雜，之江的愿景則是讓互聯(lián)互通的衛星協(xié)同計算成為現實(shí)。一句話(huà)，“三體計算星座”不是簡(jiǎn)單地送衛星上天，而是要構建太空計算星座，把算力送上太空，進(jìn)而將太空變成人工智能應用的新場(chǎng)景。

　　在研發(fā)過(guò)程中，之江實(shí)驗室將單顆衛星的算力從T級提升到了P級，也就是10至100倍的提升。此外，實(shí)驗室還研發(fā)了天基分布式操作系統，堪稱(chēng)“星座資源管家”，可以勝任星座算力、存儲、網(wǎng)絡(luò )等資源的統籌協(xié)調，編排調度在軌計算任務(wù)及應用狀態(tài)監測更不在話(huà)下。

　　據了解，5月14日發(fā)射的一箭12星中，最高單星算力達744TOPS(每秒744萬(wàn)億次計算)，整體具備5POPS(每秒5千萬(wàn)億次計算)在軌計算能力和30TB存儲容量。衛星同時(shí)搭載了80億參數的天基模型，可實(shí)現分類(lèi)、解譯、檢測等12類(lèi)遙感任務(wù)的在軌處理。

　　組網(wǎng)“三部曲”怎么干?

　　5月14日12點(diǎn)12分發(fā)射，12點(diǎn)59分，一箭12星的第一組遙測數據傳回，證明衛星已正常入軌。之江實(shí)驗室科研團隊馬不停蹄地投入到后續工作。

　　

 

　　之江實(shí)驗室天基計算系統研究中心團隊在工作

　　“第一，星與星之間建立聯(lián)系;第二，星與地之間建立聯(lián)系;第三，星與地建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )。”李超這樣概括組建“三體計算星座”的三部曲。目前，衛星的太陽(yáng)能板已經(jīng)正常展開(kāi)，進(jìn)入“爬軌”階段，研究團隊也已完成對載荷的自檢。

　　根據計劃，“三體計算星座”12顆衛星將于6月中旬完成入軌，進(jìn)入為期3個(gè)月左右的建鏈組網(wǎng)在軌測試。目前，新一軌衛星發(fā)射任務(wù)的研制工作也已經(jīng)啟動(dòng)。今年，之江實(shí)驗室還將攜手國星宇航、智星空間、地衛二等企業(yè)，共同完成超50顆計算衛星的星座布局。

　　最終，“三體計算星座”的目標是打造千星規模的天基智能計算基礎設施，建成后總算力規模將達到1EOPS(每秒百億億次運算)，這樣的算力水平，有望超過(guò)目前地面上大部分單體數據中心。

　　憑著(zhù)團隊各方的精誠合作，從項目立項啟動(dòng)，到首發(fā)任務(wù)成功發(fā)射，“三體計算星座”只用了不到9個(gè)月時(shí)間。但大家深知，這只是馬拉松賽跑完了最初一公里。從硬件防輻射到完善在軌協(xié)作，茫茫太空蘊藏的挑戰，還將考驗團隊的勇氣與智慧。

　　如何為更多前沿探索賦能?

　　“三體計算星座”中的衛星，工作效率較之傳統衛星，提升極為明顯。

　　比方說(shuō)，遙感行業(yè)就可以直接感受到這種對比。傳統遙感衛星的工作方式，是把圖片拍下來(lái)，再將數據傳到地面處理，耗時(shí)以小時(shí)計。但如果衛星可以互聯(lián)、模型能夠上天，數據處理的效率將提升到分鐘級甚至是秒級。

　　“有了計算星座在太空中之后，一部分數據在太空中就能處理完，直接送到用戶(hù)手里去。”李超說(shuō)，衛星計算資源的快速響應，對智慧城市、環(huán)境治理等領(lǐng)域而言，會(huì )是雪中送炭式的重要幫助。

　　另一大變化，就是兩顆衛星之間的計算協(xié)同得以初試身手。本次發(fā)射中，中國科學(xué)院國家天文臺、廣西大學(xué)與之江實(shí)驗室合作，為衛星搭載X射線(xiàn)偏振探測器。這一設備，就是裝在兩顆衛星上，以?xún)深w衛星的算力協(xié)作，更好探測太空中轉瞬即逝的伽馬射線(xiàn)暴。

　　更令人興奮的是，衛星同時(shí)搭載了80億參數的天基模型，可在軌處理L0-L4級衛星數據，這是我國將人工智能送上太空的第一步，有望支撐科學(xué)家探索更多的太空未知。

　　西班牙《日報》網(wǎng)站刊文認為，三體計算衛星的發(fā)射，標志著(zhù)中國已經(jīng)開(kāi)始打造世界首臺太空超級計算機。不過(guò)在王堅看來(lái)，“天感天算”還僅僅是天基智能計算基礎設施最簡(jiǎn)單的應用，“就像有了電之后點(diǎn)亮了燈泡”。“三體計算星座”更為神奇的潛力，還將助力中國太空探索迎來(lái)更多高光時(shí)刻。

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