算力搬上天:中国多颗算力卫星入轨,遥感数据响应从数小时压到分钟级

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9月20日12时03分,我国在东风商业航天创新试验区使用力箭一号遥十八运载火箭,把一批卫星送入预定轨道。这一批里最受关注的是两颗算力卫星:鹏城首发星,也称鹏城南科一号,以及超智算一号。它们代表的是同一条技术路线,把原本部署在地面机房里的计算能力搬到卫星上,让遥感数据在轨完成分析,只把结论传回地面。中国证券报、中国新闻网与北京日报等媒体在发射后陆续披露了技术细节,把它概括为从天上采集、地上计算向天感天算的转变。

150公斤的卫星上,装了一整套网络大脑

鹏城首发星的技术方案是把通信、感知、计算与智能处理装进同一颗卫星。它单星重量150公斤,搭载三种有效载荷:基于3GPP标准的5G非地面网络通信载荷、100Gbps的高速星地激光通信载荷,以及数字视网膜在轨计算载荷。银河航天卫星总体技术部副部长任家栋给出的通俗解释是,这颗卫星把原本部署在地面机房里的5G网络大脑,也就是核心网,直接搬到了太空工作。

工作流程可以这样理解:卫星上的遥感载荷完成成像后,由星上自带的智能计算模块完成目标检测与识别,提炼出有用信息并转换成网络内容,再通过高速星内接口同步载入核心网。地面用户只需通过Ka频段终端接入卫星网络,就能像浏览网页一样查看这颗卫星实时分析出的信息。这是国内首次把5G非地面网络基站、核心网、星载AI智算、星地激光以及微波通信联合搬上天。

该卫星由银河航天与鹏城实验室、南方科技大学电子与电气工程系、卫星互联网全国重点实验室、广东省空天通信与网络技术重点实验室联合研制,鹏城实验室为任务总体单位。它被定位为技术验证卫星,探索的是一星多用、功能融合的设计理念,目标是推动卫星从单一业务载体向融合通信、感知、计算与智能处理能力的空间信息超节点演进。未来它还将在轨支撑多项6G前沿技术测试。

天感天算:为什么要把算力送上天

超智算一号的技术路径与鹏城首发星互补,更聚焦在算力本身。这颗卫星搭载星上智能算力处理单元,具备高自主性、高算力密度、低延迟的在轨处理能力,可在轨自主完成遥感大数据处理、AI推理运算与实时数据分析,仅回传高价值核心数据。其首席技术官李沛阳给出的说法是,过去卫星采集的数据需要传回地面数据中心处理,面临海量数据传输带宽受限、地面计算延迟高、数据利用率低等痛点;有了算力卫星之后,卫星在天上就具备实时计算、智能分析与协同处理能力,打破天感地算的滞后模式。

这种改变在实际场景里价值明显。以火情为例,传统模式下需要先完成数据下传、再生成图像、最后开展分析,整个链条通常以小时计。现在卫星可以在轨直接分析遥感数据,输出火情判定结果并测算着火范围后快速下发,无需回传原始影像,既降低了数传带宽占用,也压缩了数据传输时间,同时仍支持原始视频图像数据的按需调取。据官方口径,跨域数据响应时效由数小时压缩至分钟级。

经济逻辑同样成立。一颗高分辨率光学相机每次过境都会产生大量原始影像,而地面站的接收窗口与带宽是有限的,这个瓶颈长期限制了遥感数据的实际利用率。把分析环节前置到轨道,等于用星上算力换地面带宽。该卫星由超智算北京科技有限公司研制,公司创始人兼执行董事刘名涛称其为国内首个首箭首星一体化算力卫星项目,后续将推进超智算星座的规模化布局。

从三体计算星座到超智算,在轨算力已有前史

把算力送上太空并非从零开始。之江实验室的三体计算星座在2025年5月把首批12颗计算卫星送入轨道,官方称单星峰值性能达744 TOPS,首发星座总算力约5 POPS。到2026年2月,该团队报告已有六颗卫星在轨互联,运行在一套星载分布式操作系统之上,可以在节点之间调度算力、存储与网络。星上模型已经能够对伽马射线暴等天文事件做初筛,只把压缩后的告警传回地面,数据量从数百兆字节降到几千字节。

软件可管理性是第二条主线。北京邮电大学的天算星座在BUPT-1上验证了云原生技术栈,在BUPT-2上验证了高性能服务器载荷,测试内容包括容器更新、增量模型刷新与星载5G核心网。这些能力在节点数量增加之后变得关键,因为当大量异构节点需要被当作一个资源池来调度时,一次性载荷的思路就不再适用,模型与运行时必须能够像云基础设施一样远程更新。

超智算一号同时带有行业联盟背景。2026年3月,围绕该项目成立了产业联盟,成员包括智谱与商汤等企业,以及北京文格科技与清华大学。联盟的建立说明在轨算力不只是一次技术试验,而是在尝试把模型厂商、硬件厂商与科研机构拉到同一条产业链上,为后续星座的规模化部署做准备。

激光链路破百G,真正的瓶颈在带宽

无论算力多强,星地之间的数据通道都是硬约束,这也是激光通信成为关键环节的原因。中国科学院空天信息创新研究院在AIRSAT-02上完成了星地激光通信实验,速率超过100Gbps,并通过在轨软件重配置把速率从60Gbps提升到120Gbps,无需更换硬件,单次连续过境约108秒传输了约12.656太比特数据。鹏城首发星则计划验证100Gbps的激光路径,同时测试终端接入与星上协议处理。

星间激光链路解决的是另一个问题。超智算一号被描述为中国首个设计为天基AI处理服务的在轨计算节点,而非单一的自包含传感器。它通过光学星间链路接收其他卫星的原始数据,处理后把结果返回,形成一种客户卫星架构。通俗地说,成本更低的普通卫星可以把图像分析任务外包给这颗算力节点,而不是把原始影像一路传回地面。这种模式让算力节点更像一台漂浮在轨道的接口服务器,其他空间资产可以按需查询。

需要保持清醒的是,这些尝试目前都还没有形成一座完整的在轨数据中心。已经落地的能力集中在单星算力、星间互联、容器化运行时与高速激光链路这几个环节,距离可调度、可扩展、可商用的空间算力网络还有相当距离。轨道环境下的散热、供电、硬件故障率与在轨维护,都是地面数据中心不存在的问题;而轨道经济性在大规模下是否成立,也缺少公开的成本数据。接下来值得观察的是星座部署的实际节奏、激光链路的稳定性数据,以及星上算力能否找到第一批愿意付费的用户。

素材来源:中国证券报、中国新闻网、北京日报、Pandaily 发布时间:2026-09-25