本文來自微信公眾號： 中國科學院院刊 ，作者：陳巖?宋文彬?張平

需求驅(qū)動下的范式重構(gòu)：太空算力的核心價值與戰(zhàn)略位勢

《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃綱要》明確提出,“加快新能源、新材料、航空航天、低空經(jīng)濟等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展”。在此背景下，我國商業(yè)航天技術(shù)日趨成熟，工程化與產(chǎn)業(yè)化部署進程顯著提速。推動算力與航天技術(shù)深度融合，已成為拓展地面算力邊界、賦能空天融合應用、支撐載人航天及深空探測的關鍵戰(zhàn)略路徑。太空算力是指將計算設施部署于軌道，通過星載載荷實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的在軌處理、存儲與傳輸；其本質(zhì)是將人工智能（AI）嵌入衛(wèi)星體系，推動衛(wèi)星從單一“感知平臺”向“智能節(jié)點”演進，構(gòu)建集通、導、遙、算于一體的天基智能基礎設施。該體系涵蓋中心云（集中式大模型訓練）、邊緣云（高時效推理）及端節(jié)點（實時預處理）3級架構(gòu)，通過與6G天地一體化網(wǎng)絡深度融合，有望突破地面資源瓶頸，構(gòu)建綠色低碳的全球泛在智能計算新范式。

通智融合驅(qū)動下的在軌計算新范式與需求爆發(fā)

新一輪科技革命驅(qū)動大模型與AI智能體向高階復雜場景演進，對算力基礎設施的時效性與能效提出嚴苛要求。國際能源署（IEA）預測，2024—2030年全球數(shù)據(jù)中心能耗將激增逾1倍，碳排放持續(xù)攀升，傳統(tǒng)地面算力體系正面臨能耗劇增、散熱成本高企及環(huán)境承載極限等多重瓶頸。與此同時，衛(wèi)星遙感分辨率提升與星座規(guī)?；瘮U張導致天基數(shù)據(jù)生成量激增，預計2032年在軌遙感衛(wèi)星將超2300顆，日均產(chǎn)出達230PB。然而，受限于星地鏈路帶寬、地面站覆蓋及下行窗口，約90%的原始數(shù)據(jù)因無法及時回傳而失效，“天感地算”模式已難以支撐天基系統(tǒng)規(guī)?；\行。隨著第三代合作伙伴計劃（3GPP）在5G網(wǎng)絡增強演進形態(tài)（5G-Advanced）及向6G演進中逐步完善非地面網(wǎng)絡（NTN）架構(gòu)，衛(wèi)星被納入天地一體化網(wǎng)絡體系并承擔星載接入網(wǎng)功能，在軌計算已從效率優(yōu)化手段躍升為天基信息處理的關鍵能力。在此背景下，通過在軌節(jié)點實施數(shù)據(jù)篩選、推理與語義提取，以“星上智算”壓縮傳輸負荷、提升信息效用，成為突破鏈路瓶頸、重構(gòu)天基信息處理范式的重要路徑。

地面算力的場景邊界與天基算力的戰(zhàn)略補位

理解太空算力的戰(zhàn)略價值，關鍵在于厘清不同任務情境下算力部署的適用邊界。在現(xiàn)有“云—邊—端”協(xié)同體系中，地面數(shù)據(jù)中心雖在網(wǎng)絡覆蓋完善、時延容忍度高的場景中具備規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢，但在廣域覆蓋缺失或強時敏決策場景下，往往難以有效響應。

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突破空間覆蓋的物理盲區(qū)

地面通信基礎設施主要集中于人口稠密和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，極地、深海、荒漠等廣域區(qū)域長期處于通信覆蓋薄弱狀態(tài)，而這些區(qū)域恰恰是海洋監(jiān)測、極地科考等任務的重要應用場景。在災害應急情境下，地面通信基礎設施的損毀也會導致局部通信中斷。上述場景中，相關數(shù)據(jù)既難以及時回傳也難以依托本地邊緣節(jié)點實現(xiàn)就近處理，單純依賴擴充地面算力難以突破通信覆蓋不足與數(shù)據(jù)傳輸受阻所形成的算力部署瓶頸。

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跨越星地鏈路的時延瓶頸

低軌衛(wèi)星單次過境窗口僅持續(xù)數(shù)分鐘，“星地回傳—地面處理—指令上行”的傳統(tǒng)處理模式受星地鏈路帶寬限制傳播時延本身已達數(shù)百毫秒。更關鍵的是，若當次過境窗口內(nèi)未能完成處理閉環(huán)，則須等待下一軌次過境，間隔可長達數(shù)十分鐘乃至數(shù)小時。對于要求分鐘級決策響應的災害監(jiān)測、目標識別等場景，上述延誤已使數(shù)據(jù)喪失時效價值。然而，這一瓶頸并非源于地面算力規(guī)模不足，而是由軌道運行條件與天地信息傳輸機制所決定，亟須通過在軌計算實現(xiàn)過境窗口內(nèi)的即時閉環(huán)。

因此，太空算力與地面數(shù)據(jù)中心并非替代關系，而是基于任務情境形成功能互補的協(xié)同格局。地面算力在網(wǎng)絡覆蓋完善、時延容忍度高的場景中，仍保有顯著的規(guī)模經(jīng)濟與成本優(yōu)勢；而在廣域覆蓋盲區(qū)或強時敏任務中，通過將計算與決策能力“前移”至軌道節(jié)點，可有效規(guī)避星地鏈路往返時延與過境窗口約束。這種“天地協(xié)同、按需部署”的范式，不僅確立了太空算力作為天地一體化信息基礎設施核心組件的地位，更從底層邏輯上夯實了其不可替代的戰(zhàn)略必要性。

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全球太空算力：發(fā)展圖景、競爭格局與戰(zhàn)略價值

當前，全球太空算力布局加速演進，美歐相繼啟動專項計劃，我國亦在“三體計算星座”“天算星座”等項目中取得關鍵突破。然而，受限于軌道與頻譜資源的天然稀缺性，國際空天競爭日趨白熱化。在此背景下，發(fā)展太空算力已超越單純的技術(shù)演進范疇，成為我國搶占未來空天戰(zhàn)略制高點、構(gòu)建大國競爭新優(yōu)勢的核心舉措。

商業(yè)賦能與戰(zhàn)略搶跑：美國加速構(gòu)建太空算力霸權(quán)

美國太空算力戰(zhàn)略由三大因素驅(qū)動：地面AI算力需求激增與電力供給的矛盾、SpaceX公司可重復使用火箭技術(shù)確立的成本優(yōu)勢，以及科技巨頭拓展新增長極的商業(yè)訴求。目前，美軍已依托星鏈星座在烏克蘭戰(zhàn)場通信及導彈預警中驗證實戰(zhàn)效能。企業(yè)布局方面呈現(xiàn)加速態(tài)勢：

1.SpaceX公司與xAI公司合并，2026年2月，SpaceX公司宣布收購xAI公司，并同步向美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）提交部署最多100萬顆軌道數(shù)據(jù)中心衛(wèi)星的申請，目標是以太空算力滿足AI訓練的長期能耗需求。馬斯克預計“2—3年內(nèi)，太空將成為成本最低的AI算力平臺”，但具體在軌驗證時間表尚未公開披露。

2.Google公司“逐日者計劃”（Project Suncatcher），該計劃于2025年11月啟動，擬于2027年聯(lián)合Planet Labs發(fā)射首批雙星驗證分布式AI任務可行性；目標于2030年在650 km太陽同步軌道（SSO）部署81顆衛(wèi)星，構(gòu)建GW級AI計算集群，并配備單向800 Gbps商業(yè)激光通信鏈路。

3.Starcloud太空計算初創(chuàng)公司，2025年11月，其首顆搭載NVIDIA H100 GPU服務器的衛(wèi)星成功入軌并運行Google公司的Gemma模型，標志著太空AI時代正式開啟；計劃于2026年10月發(fā)射集成Blackwell芯片的“Starcloud-2”衛(wèi)星，功率提升逾10倍，并攜手Crusoe Cloud公司打造軌道公共云服務。

從戰(zhàn)略愿景到實體落地：歐盟綠色主權(quán)導向下的太空數(shù)據(jù)中心建設

歐洲太空算力發(fā)展聚焦“綠色可持續(xù)”與“數(shù)據(jù)主權(quán)”雙重戰(zhàn)略訴求。受限于地面數(shù)據(jù)中心嚴苛的能耗管制、環(huán)境評估及碳排放政策，歐盟于2023年啟動ASCEND項目，旨在通過將算力基礎設施向軌道延伸，突破地面能源與環(huán)境瓶頸，重塑未來數(shù)字基礎設施形態(tài)，其技術(shù)路線圖相當明確。近期驗證（2031年）：發(fā)射單星功率達50 kW的試驗星，通過在軌機器人組裝技術(shù)完成關鍵技術(shù)演示，部署軌道為1400 km太陽同步軌道（SSO）。中期組網(wǎng)（2036年）：部署由13個構(gòu)建塊（building block）在軌編隊構(gòu)成的首個空間數(shù)據(jù)中心最小可行產(chǎn)品（minimum viable product，MVP），單個構(gòu)建塊容量800kW，MVP總?cè)萘窟_10MW，各構(gòu)建塊間通過高速光學鏈路互聯(lián)。遠期規(guī)模（2050年）：通過模塊化持續(xù)擴展，實現(xiàn)GW量級總算力容量，目標覆蓋2030年全球數(shù)據(jù)中心預測需求（約23GW）的約4%。

ASCEND項目致力于利用太空連續(xù)太陽能優(yōu)勢，打造零排放云服務，以強化歐洲數(shù)字獨立性并減少碳足跡。法國Thales Alenia Space公司主導的可行性研究指出，該方案在技術(shù)上尚依賴發(fā)射成本降低與輻射防護等關鍵技術(shù)突破，但其在提供兼具主權(quán)保障與低碳屬性的數(shù)據(jù)托管服務方面具有一定戰(zhàn)略價值。

新型舉國體制賦能：中國太空算力全產(chǎn)業(yè)鏈的體系化躍遷

中國太空算力發(fā)展呈現(xiàn)“國家戰(zhàn)略牽引、產(chǎn)業(yè)體系協(xié)同”的鮮明特征，旨在支撐天地一體化信息網(wǎng)絡建設、拓展算力基礎設施空間形態(tài)，并在新一輪空天競爭中搶占戰(zhàn)略制高點。當前，國家戰(zhàn)略科技力量、高校院所及國有與商業(yè)航天企業(yè)多方聯(lián)動，工程驗證與初期部署同步推進。

政策環(huán)境實現(xiàn)跨越式升級：商業(yè)航天連續(xù)2年（2024年和2025年）寫入《政府工作報告》；黨的二十屆四中全會公報首增“航天強國”表述；“十五五”規(guī)劃建議明確將航空航天列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群。2025年11月，國家航天局設立“商業(yè)航天司”，統(tǒng)籌發(fā)射審批、頻軌資源及運營牌照等關鍵環(huán)節(jié)；同期發(fā)布《推進商業(yè)航天高質(zhì)量安全發(fā)展行動計劃（2025—2027年）》，確立2027年基本實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的目標。

技術(shù)驗證取得階段性突破：2025年，我國在軌算力驗證取得階段性突破。首批計算衛(wèi)星正式進入組網(wǎng)階段，實現(xiàn)了多星分布式協(xié)同計算的工程化驗證。星座集群在軌算力達到POPS（每秒千萬億次運算）量級，單星最高算力達744 TOPS；各衛(wèi)星節(jié)點通過星間激光鏈路實現(xiàn)互聯(lián)，通信速率最高可達100 Gbps，星上同時搭載數(shù)十億參數(shù)量級的天基大模型，具備對多類遙感數(shù)據(jù)進行在軌AI推理的能力，為6G天地一體化網(wǎng)絡奠定技術(shù)基石。

發(fā)展路徑清晰明確：航天科研機構(gòu)提出在700—800 km晨昏軌道建設GW級集中式太空數(shù)據(jù)中心，并分3階段實施。2025—2027年突破能源與散熱瓶頸，建成百千瓦級試驗星座；2028—2030年攻克在軌組裝與降本技術(shù)；2031—2035年實現(xiàn)批量組網(wǎng)。

國企擔當：大型國有航天企業(yè)承諾5年內(nèi)構(gòu)建GW級空間數(shù)字智能基礎設施，打造融合算力、存儲與帶寬的“空間云”體系。

商業(yè)協(xié)同：產(chǎn)學研深度融合，2025年多家企業(yè)簽署了戰(zhàn)略協(xié)議，計劃在5年內(nèi)部署大規(guī)模的算力星座。

盡管起步稍晚，但憑借緊湊的部署窗口與明確的GW級目標，中國正加速構(gòu)建具備國際競爭力的太空中心云設施。

重構(gòu)天基秩序：全球太空算力競爭格局深度研判

綜合美國、歐洲、中國三方的戰(zhàn)略布局可以發(fā)現(xiàn)，全球太空算力發(fā)展的核心邏輯是依托軌道側(cè)計算部署與空間太陽能供給條件，推動算力基礎設施由地面集中承載向天地協(xié)同配置演進。從技術(shù)演進趨勢看，降低發(fā)射成本并實現(xiàn)規(guī)?；谲壊渴穑允峭苿犹账懔M入工程化應用階段的關鍵條件。

SpaceX公司通過可重復使用火箭和星座化部署持續(xù)推動運載成本下降，其產(chǎn)業(yè)路徑表明：

1.通過高度垂直整合的供應鏈體系顯著壓縮關鍵零部件成本并提升系統(tǒng)集成效率；

2.以高頻工程迭代替代傳統(tǒng)航天體系“首次即正確”（First Time Right）的研發(fā)模式，通過持續(xù)試驗與快速修正加速技術(shù)成熟度積累；

3.以星鏈星座部署所形成的穩(wěn)定商業(yè)需求作為技術(shù)驗證與研發(fā)投入的重要資金來源，從而形成需求牽引型的技術(shù)進化路徑。

以“獵鷹9號”（Falcon 9）運載火箭為例，其一級火箭從首次回收試驗到實現(xiàn)多次穩(wěn)定復用經(jīng)歷了持續(xù)數(shù)年的密集工程迭代，多次回收失敗均被轉(zhuǎn)化為關鍵工程數(shù)據(jù)并推動后續(xù)技術(shù)改進。與此同時，推進劑成本在單次發(fā)射總成本中的占比不足5%，復用帶來的經(jīng)濟收益主要來源于結(jié)構(gòu)制造與測試成本的攤薄，而非燃料節(jié)約，這一成本結(jié)構(gòu)認知也進一步推動了SpaceX公司向完全可重復使用運載體系的技術(shù)路線選擇。

上述經(jīng)驗對我國商業(yè)航天與太空算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定借鑒意義。

1.在工程體系層面逐步構(gòu)建以快速迭代為特征的技術(shù)驗證機制。我國傳統(tǒng)航天體系所形成的高可靠性工程文化在國家重大任務中具有顯著優(yōu)勢，但在商業(yè)化太空算力衛(wèi)星規(guī)?；渴饒鼍跋拢^長的設計定型周期可能導致技術(shù)演進節(jié)奏與產(chǎn)業(yè)需求之間出現(xiàn)錯位，因此適度引入容錯機制與快速迭代模式，是推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要制度條件。

2.以明確的規(guī)模化應用需求錨定長期研發(fā)投入。SpaceX的技術(shù)突破并非單純依賴工程攻關，而是以星鏈星座的大規(guī)模部署需求作為成本下降的內(nèi)生動力。對于我國而言，太空算力產(chǎn)業(yè)同樣需要識別能夠支撐持續(xù)投入的早期剛性應用場景。例如，國防遙感、極地環(huán)境感知和6G NTN等，以需求側(cè)牽引供給側(cè)技術(shù)成熟與產(chǎn)業(yè)生態(tài)形成。

3.建立面向商業(yè)航天的發(fā)射成本動態(tài)評估機制。當前我國可重復使用火箭總體仍處于工程驗證階段，2027—2028年可能成為關鍵技術(shù)窗口期。若在這一階段能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定復用并將近地軌道發(fā)射成本降低至約1萬元/千克以內(nèi)，則太空算力的經(jīng)濟可行性有望由技術(shù)預期逐步轉(zhuǎn)化為工程現(xiàn)實，并進一步重塑衛(wèi)星制造、算力載荷與空間通信等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的投資邏輯與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

產(chǎn)業(yè)鏈分析：太空算力的關鍵瓶頸與制約因素

太空算力作為復雜系統(tǒng)工程，產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游基礎支撐、中游系統(tǒng)集成，以及下游運營服務三大環(huán)節(jié)。當前，全球太空算力產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)“技術(shù)驗證先行”“關鍵環(huán)節(jié)分化”“生態(tài)尚未成熟”的特征（圖1）。

各環(huán)節(jié)仍面臨嚴峻的性能瓶頸與工程制約：上游，受制于高昂的入軌成本與星載芯片的“性能鴻溝”；中游，面臨能源供給受限、極端熱耗散管理及在軌維護缺失等工程瓶頸；下游，商業(yè)閉環(huán)模式尚不清晰，天地協(xié)同調(diào)度復雜度極高。

上述短板既是技術(shù)攻關的“深水區(qū)”，更是決定我國太空算力能否實現(xiàn)商業(yè)化突圍的勝負手。本章將沿產(chǎn)業(yè)鏈全貌逐層剖析，精準識別制約我國太空算力規(guī)?；渴鸬年P鍵堵點。

圖1太空算力產(chǎn)業(yè)鏈短板分析

航天發(fā)射：可重復使用技術(shù)是產(chǎn)業(yè)規(guī)?；南葲Q條件

太空算力的經(jīng)濟性高度依賴發(fā)射成本。傳統(tǒng)一次性運載火箭的單次發(fā)射成本高達數(shù)千萬至數(shù)億美元，低地球軌道（LEO）單位入軌成本約為8000—15000美元/千克，難以支撐大規(guī)模空間數(shù)據(jù)中心的建設需求。

國際標桿與成本演進：SpaceX公司憑借“獵鷹9號”運載火箭的一級回收復用技術(shù)，已將單位入軌成本降至約2 700美元/千克；其正在研發(fā)的“星艦”（Starship）采用完全可重復使用架構(gòu)，目標是將成本進一步壓縮至數(shù)百美元/千克。這一數(shù)量級的成本下降，是其規(guī)劃部署100 GW級太空算力基礎設施的核心前提。

國內(nèi)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)：我國現(xiàn)役長征系列火箭仍以一次性構(gòu)型為主，單位入軌成本因型號和目標軌道差異較大，約為5萬—15萬元/千克（約合7000—22000美元/千克）。2025年12月，商業(yè)航天企業(yè)藍箭航天的“朱雀三號”與國家隊“長征十二號”甲相繼開展入軌級可復用火箭飛行試驗，驗證了深度變推力發(fā)動機點火、再入制導與姿態(tài)控制等回收關鍵環(huán)節(jié)，但兩型火箭的一子級均未實現(xiàn)軟著陸。相關試驗在真實飛行條件下獲取了關鍵工程數(shù)據(jù)，并識別出具體技術(shù)故障節(jié)點。2026年2月，“長征十號”運載火箭完成低空演示驗證飛行，一級箭體按程序受控濺落并成功打撈，驗證了再入制導、高空二次點火及著陸前懸停點火等回收段技術(shù)流程，但尚未實現(xiàn)垂直軟著陸復用。

總體來看，我國在復用次數(shù)、發(fā)射頻次與工程成熟度方面與國際領先水平仍存在差距。當前，多型可復用火箭正處于密集飛行與回收驗證階段，能否實現(xiàn)穩(wěn)定軟著陸并逐步積累工程復用經(jīng)驗，將直接決定我國太空算力從技術(shù)驗證走向商業(yè)規(guī)?；渴鸬倪\力成本基礎。

算力芯片：抗輻射加固與高性能計算的博弈

太空環(huán)境中的電離總劑量（TID）、單粒子效應（SEE）及表面充放電效應，對電子元器件構(gòu)成嚴峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)宇航級芯片雖通過工藝加固與冗余設計確保了高可靠性，卻以犧牲性能與集成度為代價，其算力往往僅為地面同代商業(yè)芯片的1/100—1/1000，且存在成本高昂、供貨周期長等弊端。面向AI大模型訓練與推理的太空算力部署，對芯片性能和能效提出了遠高于傳統(tǒng)航天載荷的要求，迫切需要引入高性能商業(yè)芯片，但由此帶來的在軌可靠性風險尚無成熟解決方案。除電子特性外，散熱亦是制約芯片性能的物理極限。地面數(shù)據(jù)中心可依托風冷、水冷等高比熱容介質(zhì)散熱，而太空僅能依靠“傳導至星表—輻射至深空”的單一路徑。在微重力環(huán)境下，氣液兩相流行為異常，散熱路徑中的工質(zhì)驅(qū)動與相變控制難度極大；高性能AI芯片（如H100/B200）熱流密度已達50—80 W/cm2量級，對環(huán)路熱管等先進熱控技術(shù)提出了極高要求。

當前業(yè)界普遍采用“抗輻射主控+高性能商用計算”的混合架構(gòu)。

1.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)保障：利用抗輻射芯片負責飛控、電源管理等關鍵任務，確保平臺生存能力；

2.算力核心承載：部署非抗輻射的高性能商業(yè)芯片（如GPU）承擔核心計算負載；

3.軟性容錯機制：通過軟件冗余、錯誤檢測與糾正（EDAC）等算法手段，彌補硬件抗輻射能力的不足。

我國航天芯片領域長期面臨“卡脖子”困境：宇航級芯片雖實現(xiàn)自主可控但性能滯后，難以滿足AI算力需求；高性能AI芯片主要依賴進口，且面臨日益嚴峻的出口管制風險。盡管中科天算、國星宇航等企業(yè)已啟動商業(yè)芯片的太空環(huán)境適應性驗證，但距離大規(guī)模工程化應用仍有較長周期。

衛(wèi)星制造：功率躍升與模塊化設計的雙重挑戰(zhàn)

衛(wèi)星功率越高，熱管理復雜度越高，系統(tǒng)失效概率隨之上升，衛(wèi)星制造的核心約束在于高功率密度需求與長期在軌可靠性之間的工程權(quán)衡。功率層面，當前主流LEO小衛(wèi)星功率處于數(shù)百瓦至數(shù)千瓦量級，生成引擎優(yōu)化（GEO）大型通信衛(wèi)星已達10—30 kW；而太空數(shù)據(jù)中心要求單星功率突破100 kW乃至更高，與現(xiàn)有商業(yè)衛(wèi)星相比存在1—2個數(shù)量級的跨越，且該目標在超大面積柔性太陽能電池陣設計、高壓大功率母線管理（PCDU）及大尺度展開結(jié)構(gòu)的在軌剛度保持等方面逼近現(xiàn)有航天工程的技術(shù)邊界。

可靠性層面，太空數(shù)據(jù)中心受制于在軌維修能力有限的約束，算力載荷一旦失效通常難以恢復，只能通過整星退役并補發(fā)替代衛(wèi)星加以替換。在大規(guī)模星座運行條件下，共性硬件缺陷可能由單星故障演化為批量失效，進而影響星座整體穩(wěn)定性。當星座規(guī)模擴展至數(shù)萬乃至百萬顆時，此類系統(tǒng)性風險的潛在影響將進一步放大。目前在軌維修與壽命延長技術(shù)（on-orbit servicing，OOS）仍處于早期工程驗證階段，尚難為大規(guī)模算力星座提供可靠保障。國際主流技術(shù)路徑的分化，正是在這一雙重約束下各自取舍的結(jié)果。

國際主流技術(shù)路徑：

1.大規(guī)模分布式算力路線（SpaceX公司）。SpaceX公司于2026年1月向FCC申請部署最多100萬顆軌道數(shù)據(jù)中心衛(wèi)星，目標是每噸載荷產(chǎn)生100 kW算力，通過海量衛(wèi)星的并行計算聚合為百GW量級的總算力。單顆衛(wèi)星功率目標在百kW量級，采用太陽同步軌道以最大化太陽能采集時間，并通過星間光學鏈路與星鏈星座互聯(lián)。該路線的核心技術(shù)挑戰(zhàn)在于高功率密度衛(wèi)星平臺的熱管理、大面積柔性太陽能電池陣的在軌展開與姿態(tài)穩(wěn)定，以及百萬量級星座的系統(tǒng)性、可靠性管控。

2.分布式編隊路線（Google）?！癝uncatcher”項目采用100—200 m間距的密集編隊飛行，通過多星協(xié)同構(gòu)建分布式AI計算集群，規(guī)避了單體結(jié)構(gòu)的功率極限，但對編隊軌道控制、動態(tài)碰撞規(guī)避及高精度自由空間光學（FSO）鏈路對準提出了極高要求。

3.在軌組裝路線（ESA）。“Ascend”項目由13個構(gòu)建塊（building block）在軌機器人組裝構(gòu)成10 MW級MVP，該路線在設計層面預留了模塊化擴展與局部替換接口，但需攻克模塊自主對接、大功率電力互聯(lián)及復雜熱管理等關鍵技術(shù)。

國內(nèi)現(xiàn)狀與差距：我國已發(fā)射的算力衛(wèi)星功率仍處于kW級，與國際先進水平存在顯著代差。之江實驗室、北京郵電大學等機構(gòu)的試驗星主要聚焦于分布式算力協(xié)同驗證，單星算力與功率承載能力有限。

攻關方向：為實現(xiàn)規(guī)?；渴穑覈巾氃诖蠊β市l(wèi)星平臺架構(gòu)設計（包括超大面積柔性電池陣與高壓母線管理）；輕量化大尺度展開結(jié)構(gòu)的在軌展開與剛度保持；在軌智能組裝與模塊化對接技術(shù)以及面向太空數(shù)據(jù)中心的在軌健康監(jiān)測體系與快速補發(fā)機制建設等關鍵領域加大攻關力度，填補從“kW級”向“100 kW級”跨越的技術(shù)鴻溝，同時為大規(guī)模星座的可靠運營奠定工程基礎。

通信鏈路：星間激光通信是算力聚合的關鍵瓶頸

太空數(shù)據(jù)中心的核心價值在于將分散的衛(wèi)星節(jié)點聚合成統(tǒng)一的邏輯算力池，這對星間通信提出了亞毫秒級時延與TB/s級帶寬的嚴苛要求。傳統(tǒng)射頻通信（Gbps級）已無法滿足大模型訓練需求，星間激光通信（ISL）雖具備100 Gbps至Tbps的傳輸潛力，但其工程化部署仍面臨四大核心挑戰(zhàn)：

1.捕獲跟蹤精度（ATP）。激光鏈路對準需達到微弧度級精度，極易受衛(wèi)星姿態(tài)抖動、熱變形等擾動影響，導致鏈路中斷。

2.動態(tài)建鏈時延。在高速相對運動下，鏈路建立耗時數(shù)秒至數(shù)十秒，有效通信窗口受限，難以匹配實時算力調(diào)度需求。

3.大氣信道衰減。雖低軌星間鏈路不受大氣影響，但星地激光鏈路嚴重受制于云層遮擋與大氣湍流，可靠性大幅降低。

4.高昂成本壁壘。單臺激光終端造價高達數(shù)十萬至數(shù)百萬美元，難以支撐大規(guī)模星座的低成本組網(wǎng)。

高帶寬星間激光通信是實現(xiàn)軌道算力聚合的關鍵通信支撐技術(shù)。Google公司“太陽捕手”計劃（Project Suncatcher）通過實驗室臺式驗證裝置已實現(xiàn)單對收發(fā)器單向800 Gbps、雙向合計1.6 Tbps的自由空間光傳輸。然而，工程實現(xiàn)極其復雜：以Google公司提出的81顆衛(wèi)星密集編隊（間距100 m）為例，若采用全互聯(lián)拓撲，需構(gòu)建3240條激光鏈路（81×80/2），其載荷重量、功耗及控制復雜度隨節(jié)點數(shù)平方增長；若采用部分互聯(lián)或星形拓撲，雖降低了硬件負擔，卻導致通信跳數(shù)增加、路徑變長，進而引入不可接受的傳輸時延，削弱算力聚合效率。

我國星間激光通信技術(shù)已完成初步在軌驗證，但尚未形成面向大規(guī)模星座部署的低成本批量化制造體系。更為關鍵的是，捕獲跟蹤指向控制、動態(tài)建鏈算法，以及高集成度激光終端等核心環(huán)節(jié)均依賴高端光電器件與精密制造能力，而相關技術(shù)成熟度與產(chǎn)業(yè)供應鏈完備性在國內(nèi)仍有待提升。

地面設施：信關站布局與天地協(xié)同調(diào)度是系統(tǒng)效能的關鍵

太空算力的商業(yè)價值需通過地面用戶端實現(xiàn)。地面信關站網(wǎng)絡作為天地鏈路的關鍵節(jié)點，承擔星地數(shù)據(jù)傳輸、任務調(diào)度、算力分配等核心功能，其布局密度與調(diào)度智能化水平直接決定太空算力系統(tǒng)的整體效能。

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地面信關站：物理連接的帶寬瓶頸

信關站是連接天基算力與地面網(wǎng)絡的咽喉要道，其部署密度、單站帶寬及覆蓋范圍直接決定了太空算力的可用性與服務質(zhì)量。SpaceX公司已建成覆蓋全球的150個信關站網(wǎng)絡，支撐超千萬用戶終端的高速接入，形成了成熟的天地互聯(lián)基礎設施。我國地面信關站建設相對滯后，站點密度不足、單站吞吐能力有限，難以滿足未來大規(guī)模太空數(shù)據(jù)中心的高并發(fā)、低時延回傳需求，亟需加速補網(wǎng)擴容。

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算力調(diào)度系統(tǒng)：動態(tài)拓撲下的資源編排挑戰(zhàn)

比硬件建設更為關鍵的是天地協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)需綜合任務需求、衛(wèi)星星歷、鏈路狀態(tài)及地面負載等多維變量，實現(xiàn)算力資源的動態(tài)最優(yōu)配置。傳統(tǒng)地面云計算調(diào)度架構(gòu)無法直接復用。太空場景具有拓撲高速動態(tài)變化、星地鏈路間歇性中斷、任務對時延極度敏感等特征，要求調(diào)度算法具備極強的實時響應與容錯重構(gòu)能力。亟需攻克分布式動態(tài)調(diào)度算法、跨域資源統(tǒng)一編排、端到端服務質(zhì)量（QoS）保障等關鍵技術(shù)。

目前，我國在天地一體算網(wǎng)融合方向已有初步探索。中國移動已發(fā)射“中國移動01星”（搭載星載5G基站）和“星核”衛(wèi)星（搭載面向6G的星載核心網(wǎng)系統(tǒng)），開展空天地一體算網(wǎng)融合的在軌技術(shù)驗證。然而，相較于成熟的商業(yè)應用需求，現(xiàn)有系統(tǒng)在算法成熟度、工程化驗證及大規(guī)模并發(fā)處理能力上仍有較大提升空間，是實現(xiàn)太空算力從“概念驗證”走向“規(guī)模商用”的最后一道關卡。

應用服務：商業(yè)模式重構(gòu)與生態(tài)培育是產(chǎn)業(yè)閉環(huán)的破局關鍵

太空算力的終極價值取決于應用場景的落地與商業(yè)模式的閉環(huán)。當前，太空算力產(chǎn)業(yè)面臨“需求明確但規(guī)模受限”與“市場廣闊但付費意愿不明”的雙重困境。

1.垂直領域。遙感數(shù)據(jù)處理、應急通信及科學計算等場景需求剛性，但市場規(guī)模相對有限，難以支撐龐大的星座運營成本。

2.大眾消費。手機直連、全球云服務等潛在市場巨大，但在地面5G/光纖網(wǎng)絡已提供高帶寬、低時延服務的背景下，用戶缺乏為太空算力支付顯著溢價的動力。除非太空算力在全球無死角覆蓋、特定場景成本優(yōu)勢或極致低時延（如近地軌道邊緣計算）方面形成不可替代的差異化競爭力，否則難以撬動消費市場。

SpaceX公司依托星鏈星座計劃已建立的千萬級用戶基數(shù)與全球網(wǎng)絡架構(gòu)，具備從“連接服務”向“算力服務”平滑演進的天然生態(tài)基礎。Google公司憑借其在云計算與AI領域的深厚積累，極可能推行“太空算力+AI大模型服務”的捆綁策略，通過軟硬一體化解決方案鎖定高端客戶。

我國在應用生態(tài)建設上尚處于起步階段，亟需降低開發(fā)門檻，構(gòu)建開放的太空算力API接口與標準化開發(fā)環(huán)境。通過政策引導與產(chǎn)業(yè)基金扶持，吸引垂直行業(yè)企業(yè)與開發(fā)者共同參與場景創(chuàng)新，加速從“技術(shù)驗證”向“商業(yè)造血”的跨越。

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頂層設計與實施路徑：推動太空算力高質(zhì)量發(fā)展的政策方略

太空算力作為融合航天工程、AI、能源技術(shù)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是我國在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中實現(xiàn)“換道超車”的重要機遇。建議以新型舉國體制為牽引，以關鍵技術(shù)攻關為突破口，以產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建為支撐，以應用場景培育為抓手，以國際規(guī)則塑造為保障，推動太空算力從技術(shù)驗證走向工程實施、從試驗示范走向規(guī)模商用，夯實航天強國與數(shù)字中國戰(zhàn)略基石。

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深化新型舉國體制，構(gòu)建“國家隊主導+商業(yè)航天協(xié)同”的雙輪驅(qū)動格局

發(fā)揮我國制度優(yōu)勢，統(tǒng)籌國家航天與商業(yè)航天差異化發(fā)展，形成互補共生生態(tài)。國家隊主導“集中式”重資產(chǎn)建設，聚焦高投入、高風險及國家安全領域。由國企牽頭建設GW級天基中心云，承擔高密度算力任務；攻關可重復使用火箭、大功率衛(wèi)星平臺、抗輻射芯片等“卡脖子”技術(shù)；配合主管部門推進國際電信聯(lián)盟（ITU）頻軌申報，搶占最優(yōu)軌道資源；建設全國地面信關站網(wǎng)與統(tǒng)一調(diào)度平臺，實現(xiàn)天地算力池化；通過政府采購托底，確保商業(yè)模式探索期的基本盤穩(wěn)定。商業(yè)航天主攻“分布式”敏捷創(chuàng)新，聚焦技術(shù)成熟度高、產(chǎn)業(yè)化前景明確的領域。鼓勵社會資本參與分布式邊緣云建設，主攻實時推理、手機直連、物聯(lián)網(wǎng)等時延敏感應用；利用市場化機制快速迭代，降低成本，提升工程化水平。建立融通機制，推動“國家隊”開放基礎設施與技術(shù)成果，降低商業(yè)航天準入門檻；建立數(shù)據(jù)共享與算力互濟機制，實現(xiàn)天基中心云與邊緣云的協(xié)同聯(lián)動。

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實施產(chǎn)業(yè)基礎再造，構(gòu)建自主可控的全鏈條生態(tài)

設立太空算力國家重大科技專項，推行“揭榜掛帥”與“賽馬制”，集聚優(yōu)勢資源突破核心瓶頸。補齊產(chǎn)業(yè)鏈短板，針對“倒三角”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，制定關鍵部件國產(chǎn)替代清單，逐步降低對進口器件的依賴。筑牢生態(tài)安全防線，高度警惕英偉達公司等巨頭通過AI-RAN聯(lián)盟構(gòu)建生態(tài)壟斷的風險。加速國產(chǎn)GPU/NPU服務器在太空場景的適配驗證，構(gòu)建自主可控的全棧技術(shù)體系，打造并行于西方的第二技術(shù)路線。強化創(chuàng)新底座，將太空算力試驗裝置納入國家重大科技基礎設施，建設開放共享的公共測試驗證平臺；前瞻布局顛覆性技術(shù)，儲備長期競爭選項。

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搶占頻軌資源戰(zhàn)略制高點，提升國際規(guī)則制定話語權(quán)

頻軌資源“占位先行”：組織國家隊與商業(yè)航天聯(lián)合行動，借鑒國際大規(guī)模低軌星座的申報經(jīng)驗，采用“分階段部署、滾動申報”策略，在ITU大規(guī)模申報550—1200 km等優(yōu)質(zhì)軌道資源，最大化資源獲取。技術(shù)標準“結(jié)盟突圍”：發(fā)揮我國5G應用領先優(yōu)勢，依托IMT-2030、GTI等平臺，聯(lián)合歐洲、東南亞及拉美國家組建技術(shù)標準聯(lián)盟，平衡美國Next G及AI-RAN聯(lián)盟在6G與AI無線網(wǎng)絡標準議題上的主導性影響。規(guī)則制定“主動發(fā)聲”，在軌道碎片緩解、輻射評估、太空交通管理等國際規(guī)則制定中積極提案；向“一帶一路”共建國家輸出太空算力服務，構(gòu)建需求聯(lián)盟，擴大規(guī)則影響力。

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創(chuàng)新商業(yè)模式，打通“需求牽引-應用落地”價值閉環(huán)

聚焦剛性需求場景，優(yōu)先布局地面算力無法覆蓋的領域，如國防遙感實時處理、極地/深海感知、6G NTN星上基帶處理等，以此作為早期技術(shù)驗證與產(chǎn)業(yè)化的突破口。培育政企示范市場，依托國家重大專項，在遙感智能處理、應急通信、科學計算等領域部署示范工程，利用政府采購機制培育初期市場。構(gòu)建開發(fā)者生態(tài)，借鑒5G“建網(wǎng)—終端—應用”協(xié)同發(fā)展經(jīng)驗，通過開源平臺與標準化工具鏈降低開發(fā)門檻，吸引多元主體參與，逐步構(gòu)建天地一體化算力網(wǎng)絡，實現(xiàn)資源協(xié)同與融合服務。

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建立動態(tài)評估與調(diào)整機制，確保戰(zhàn)略柔性與風險管控

針對技術(shù)路徑未收斂、商業(yè)模式不確定的現(xiàn)狀，避免“一哄而上”與“路徑鎖定”。動態(tài)調(diào)整策略，建立兩年一度的系統(tǒng)評估機制，根據(jù)技術(shù)進展、競爭態(tài)勢及商業(yè)可行性，靈活調(diào)整投資方向與技術(shù)路線；鼓勵多路徑并行驗證，“小步快跑、快速迭代”。全域風險預警，針對軌道碎片、太陽風暴、網(wǎng)絡安全及數(shù)據(jù)主權(quán)等風險，建立監(jiān)測預警與應急響應體系。國際合作風控，對涉及核心技術(shù)與合作項目建立嚴格的安全審查機制，針對潛在的技術(shù)依賴制定備用方案，確保產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈安全。