一箭十二星，把算力送到太空——太空計(jì)算衛(wèi)星星座成功發(fā)射

光明日?qǐng)?bào)記者 陸 健 張曉華 章 文

5月14日12時(shí)12分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，成功將太空計(jì)算衛(wèi)星星座發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿(mǎn)成功，標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)整軌互聯(lián)的太空計(jì)算星座正式進(jìn)入組網(wǎng)階段。

太空計(jì)算衛(wèi)星星座發(fā)射升空。 新華社發(fā)

太空計(jì)算衛(wèi)星星座由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司中國(guó)商業(yè)火箭作為總承包商提供發(fā)射服務(wù)。本次任務(wù)采用了“頂置主星+側(cè)掛從星”的分層布局——2顆主星縱向堆疊于整流罩內(nèi)部頂端，10顆從星分兩層側(cè)掛于筒段內(nèi)，每層周向均布5顆衛(wèi)星。任務(wù)通過(guò)4次星箭分離使衛(wèi)星精準(zhǔn)入軌，頂置主星依次間隔分離，側(cè)掛衛(wèi)星每層5顆同時(shí)分離，通過(guò)飛行時(shí)序優(yōu)化與姿態(tài)調(diào)整技術(shù)，確保分離安全性，并減少對(duì)末子級(jí)的姿態(tài)擾動(dòng)。

本次發(fā)射入軌的12顆計(jì)算衛(wèi)星均搭載星載智算系統(tǒng)、星間通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)整軌衛(wèi)星互聯(lián)，具備太空在軌計(jì)算能力，將構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)。據(jù)悉，計(jì)算衛(wèi)星最高單星算力達(dá)744TOPS（每秒744萬(wàn)億次計(jì)算），星間激光通信速率最大可達(dá)100Gbps，12顆衛(wèi)星互聯(lián)后具備5POPS（每秒5千萬(wàn)億次計(jì)算）計(jì)算能力和30TB存儲(chǔ)容量。

一箭十二顆計(jì)算衛(wèi)星是之江實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)構(gòu)建的“三體計(jì)算星座”的首次發(fā)射，也是國(guó)星宇航“星算”計(jì)劃的首次發(fā)射。“三體計(jì)算星座”是由之江實(shí)驗(yàn)室協(xié)同全球合作伙伴共同打造的千星規(guī)模的太空計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，建成后總算力可達(dá)1000POPS（每秒百億億次運(yùn)算）。

通常，衛(wèi)星需先將數(shù)據(jù)傳回地面，再由地面數(shù)據(jù)處理中心對(duì)其進(jìn)行解析，這種“天感地算”的模式受限于地面站資源、帶寬等因素，僅有不到十分之一的有效衛(wèi)星數(shù)據(jù)能傳回地面，且存在數(shù)據(jù)時(shí)效差等問(wèn)題。解決這一問(wèn)題正是之江實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建“三體計(jì)算星座”的出發(fā)點(diǎn)。

“對(duì)于之江實(shí)驗(yàn)室而言，不是簡(jiǎn)單地發(fā)衛(wèi)星，我們是要構(gòu)建太空計(jì)算星座，把算力送到太空，實(shí)現(xiàn)計(jì)算衛(wèi)星之間的互聯(lián)互通，進(jìn)而把人工智能送上天。”中國(guó)工程院院士、之江實(shí)驗(yàn)室主任王堅(jiān)表示。

計(jì)算星座的突破離不開(kāi)太空計(jì)算軟硬件技術(shù)的攻克。之江實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了星載智能計(jì)算機(jī)等太空計(jì)算軟硬件和天基模型的研制工作。國(guó)星宇航承擔(dān)了首次發(fā)射的智能網(wǎng)聯(lián)衛(wèi)星平臺(tái)研發(fā)和整星研制工作。氦星光聯(lián)承擔(dān)了激光通信終端的研制工作。

作為計(jì)算衛(wèi)星的核心載荷，之江實(shí)驗(yàn)室研究突破的星載智能計(jì)算機(jī)把衛(wèi)星算力從T級(jí)提升到P級(jí)，實(shí)現(xiàn)10~100倍的提升。星載高通量路由器作為星座天地網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的核心設(shè)備，將完成星間、星地和星內(nèi)百G比特高速率、低延遲網(wǎng)絡(luò)傳輸。天基分布式操作系統(tǒng)就像“星座資源管家”，能對(duì)星座的算力、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)在軌計(jì)算任務(wù)編排調(diào)度及應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)。首發(fā)衛(wèi)星搭載的80億參數(shù)天基模型是業(yè)內(nèi)首個(gè)多任務(wù)模型，為星座增加了智慧大腦，能夠調(diào)度衛(wèi)星協(xié)同處理多源遙感數(shù)據(jù)，在軌自主完成對(duì)地觀測(cè)任務(wù)。

“人工智能不能因?yàn)槿笔懔Χ毕铡！蓖鯃?jiān)表示，“三體計(jì)算星座”的構(gòu)建，將大大拓展太空應(yīng)用的邊界，未來(lái)希望通過(guò)這個(gè)星座讓老百姓也能便利地用上計(jì)算衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等帶來(lái)的服務(wù)，這對(duì)空天產(chǎn)業(yè)的變革具有深遠(yuǎn)意義。

據(jù)悉，之江實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合國(guó)星宇航、氦星光聯(lián)、航天馭星、天鏈測(cè)控等合作伙伴，于2024年7月成立了之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算星座科研任務(wù)總體部，實(shí)施有組織的科研。百余個(gè)硬件、兩百余個(gè)軟件、近百萬(wàn)行代碼，總體部的200多名科研人員不分晝夜，以集智攻關(guān)的努力順利完成首發(fā)任務(wù)的各項(xiàng)研制工作。

《光明日?qǐng)?bào)》（2025年05月15日 08版）

來(lái)源： 光明網(wǎng)-《光明日?qǐng)?bào)》