一、问题：数据洪流倒逼算力上天 随着低轨卫星星座规模持续扩大，天基数据产生速度已明显超过地面处理能力；以卫星遥感为例，地面分辨率从10米提升至0.1米后，单位时间产生的数据量增长近万倍；但受星地通信带宽和可用窗口限制，最终能回传地面站的数据不足总量的5%。即使完成下传，地面处理往往仍需数日，难以支撑森林火灾预警、应急目标识别等对时效要求极高的应用场景。 另外，通信卫星领域兴起的语义通信等新技术，也对星上实时计算提出更高要求。数据处理的“最后一公里”，正成为制约空天信息产业发展的关键瓶颈。 二、原因：天基计算具备多重结构性优势 天基计算是指卫星等天基平台部署计算资源，就地处理海量数据并直接输出高价值信息，从源头缓解星地传输的带宽压力。 除效率优势外，能源与热管理也是天基计算的重要条件。运行于太阳同步轨道的太空数据中心可持续获得太阳辐射，较少受到昼夜、气候和大气衰减影响，太阳能强度比地面高约40%，具备更稳定的供能基础。在散热上，太空环境可通过辐射方式更高效地释放热量，有助于改善高功率计算单元的热管理难题。 三、影响：技术攻关已取得阶段性突破 天基超算仍面临多重工程挑战：太空辐射强，容易引发芯片错误甚至失效；设备轨故障后难以人工维修；真空环境缺乏空气对流，高功率芯片散热设计约束更严。这些因素长期影响天基高性能计算的工程化推进。 中科天算依托中国科学院计算技术研究所的技术积累，围绕关键环节形成了具备自主知识产权的解决方案。在容错机制上，公司从器件、系统架构、操作系统到算法构建跨层协同容错体系，确保辐射干扰导致局部计算或存储单元出错时，系统仍能保持正确运行。在热控技术上，面向高功率图形处理器等高热流密度单元，团队设计封闭式流体回路散热结构，将热量从计算核心高效转移至外部辐射板，提升散热效率。 有关方案已完成在轨验证。2024年2月发射的“东方慧眼”高分01星搭载了由中国科学院计算技术研究所研制的“极光1000·慧眼”星载智能计算机。该系统采用国产芯片，具备系统级容错能力，可提供每秒百万亿次运算的算力，实现星上海量遥感数据的实时智能处理，标志着相关技术路线通过了太空环境检验。 四、对策：资本与产业合力推进战略布局 在资本层面，上海未来产业基金的战略注资为中科天算的工程化推进提供支撑。基金负责人表示，天基计算是未来空间与未来信息领域的重要前沿方向，基金将持续支持突破算力瓶颈，投资并孵化空天信息产业生态。 在技术路线层面，中科天算计划于今年下半年发射太空超算实验节点，通过在轨实验验证多卡、全尺寸图形处理器架构的天基超算系统性能，为后续规模化部署积累工程数据。 五、前景：2030年万卡级在轨部署目标清晰 按照中科天算规划，公司目标是在2030年完成万卡级太空超算中心的在轨部署，面向全球提供实时智能空天信息服务，并参与下一代空间信息标准的制定。 从国际竞争格局看，美国太空探索技术公司已向联邦通信委员会申请发射最多百万颗卫星以构建轨道数据中心系统，竞争正在加速。基于此，中国企业推动天基超算工程化落地，具有重要的战略意义。
从天基计算的技术突破到产业孵化，这场跨越天地的竞赛既关乎商业航天的能力上限，也表明了国家战略科技力量的集中投入；当超级计算机走向太空，我们面对的不只是算力形态的升级，更是在重塑人类获取、理解与利用宇宙信息的方式。