當(dāng)全球科技巨頭還在地面展開算力“軍備競賽”時，一場關(guān)于計算力的革命已悄然突破大氣層。搭載英偉達H100芯片的Starcloud-1衛(wèi)星隨獵鷹九號火箭升空，谷歌緊隨其后公布“太陽捕手”計劃，而中國科研團隊早已在這條賽道上深耕多年，正將科幻場景轉(zhuǎn)化為工程現(xiàn)實。

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所作為國家算力研究主力軍，早在多年前便啟動天基算力底座研發(fā)，成功研制出極光POPS級星載智能計算載荷，并率先將天基大模型與智能體投入實際應(yīng)用。武漢大學(xué)牽頭的“東方慧眼”星座采用光學(xué)、雷達、高光譜協(xié)同觀測體系，突破星上智能處理與圖像壓縮技術(shù)；北京郵電大學(xué)構(gòu)建的“天算星座”通過多顆衛(wèi)星驗證了在軌星地IP網(wǎng)絡(luò)與星間激光通信技術(shù)。今年5月，之江實驗室發(fā)射的“三體星座”計算衛(wèi)星更開啟了太空計算星座的組網(wǎng)驗證。

在這場太空算力競賽中，中科天算團隊成為關(guān)鍵參與者。這支由中科院計算所、航天部門與之江實驗室精英組成的隊伍，自2019年起聚焦太空智能計算，先后攻克星載高算力、在軌協(xié)同計算等核心技術(shù)。2024年，他們完成大模型在軌部署，構(gòu)建起從感知到?jīng)Q策的完整“太空智能鏈”，并正式發(fā)布“天算計劃”——在近地軌道打造算力達10EOPS的天基萬卡超級智能體集群。

該計劃的核心是構(gòu)建模塊化太空超算中心，由三大艙體組成：能源艙采用柔性光伏陣列與模塊化儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)100MW級綠色供能；通信艙通過百束百G比特激光鏈路，形成10Tbps級太空數(shù)據(jù)高速公路；算力艙則集成萬張高性能計算卡，突破地面能耗與散熱限制。這種設(shè)計將開啟“自然輻射冷卻、無限綠色供能、全域算力共享”的新范式。

將地面超算搬入太空面臨兩大物理挑戰(zhàn)：高能粒子輻射與真空環(huán)境熱管理。傳統(tǒng)航天芯片通過加固電路提升抗輻射能力，但制程落后導(dǎo)致算力不足。中科天算團隊發(fā)現(xiàn)，先進制程芯片雖易發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)，但燒毀風(fēng)險降低。基于此，他們采用多模冗余架構(gòu)，讓多個計算單元互為備份，用軟件冗余彌補硬件缺陷，使航天計算系統(tǒng)能快速適配地面最新芯片。

散熱問題更為棘手。地面芯片依賴空氣對流散熱，而太空真空環(huán)境只能通過傳導(dǎo)與輻射排熱。中科天算研發(fā)的混合主動-被動冷卻架構(gòu)，用流體回路導(dǎo)出芯片熱量，結(jié)合結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱與輻射散熱技術(shù)，成功解決微重力環(huán)境下工質(zhì)循環(huán)難題，支撐高密度算力穩(wěn)定運行。這項突破使太空計算不再受制于地面散熱瓶頸。

太空超算的價值遠超商業(yè)競爭。近地軌道的物理距離優(yōu)勢使其比地面跨區(qū)域算力調(diào)度更高效，全球廣域覆蓋能力可為偏遠地區(qū)自動駕駛、低空經(jīng)濟提供算力支持。當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)施因自然災(zāi)害受損時，天基算力可作為天然備份中樞。更長遠來看，在月球或火星重建算力設(shè)施成本高昂，而軌道上的通用算力節(jié)點將成為連接地球與深空的數(shù)字橋梁。

從AI芯片首次上天到萬卡集群工程化推進，全球在真空與輻射中的每一次技術(shù)突破，都在拓展人類數(shù)字文明的邊界。當(dāng)計算機科學(xué)與航天工程深度融合，算力正突破地面物理限制，像陽光般普照全球每個角落。