在数字经济与人工智能飞速发展的今天，算力已成为核心生产要素，而地面数据中心面临的能源消耗、水资源依赖、地域限制等瓶颈日益凸显。在此背景下，太空算力作为一种将数据中心部署于太空轨道的创新技术，正凭借独特的环境优势与技术潜力，开启算力领域的 “星际革命”。

它不仅是地面算力的重要补充，更构建了轨道级分布式 AI 架构体系，为全球数字基建开辟了全新增长空间。 太空算力的核心是将计算能力部署在地球轨道，通过卫星及其搭载的计算硬件实现在轨数据处理，并利用星间高速激光通信完成数据传输与实时反馈。与地面数据中心相比，太空算力具有不可替代的天然优势：

能源供应上，依托太阳永久照明轨道，可实现 24 小时不间断太阳能供电，彻底解决地面算力的能源波动问题；

散热方式上，太空真空超低温环境通过辐射散热，无需水资源消耗，规避了地面数据中心 30%-50% 的冷却能耗；

时延表现上，低轨卫星数据往返延迟可控制在 50 毫秒以内，较传统 “天感地算” 模式减少一半；

覆盖范围上，不受地形地貌限制，能为极地、海洋等通信盲区提供全域覆盖服务。

更重要的是，太空算力并非地面边缘计算的简单升级，其具备在轨训练大模型、协同处理遥感数据等复杂任务能力，实现了从 “事后分析” 向 “实时响应” 的跨越。

太空算力的发展离不开全产业链的协同支撑，形成了 “上游硬件支撑 — 中游组网调度 — 下游场景应用” 的完整产业体系。

上游聚焦核心硬件与关键基础设施，火箭发射作为运力基础，分为一次性火箭与可重复使用火箭，前者快速完成初期部署，后者持续降低发射成本，长征 - 11 等运载火箭已实现多星集成发射；

卫星平台通过能源供给、姿态控制、热控管理三大核心系统，为星载算力单元提供稳定工作环境；

空间电源系统适配不同功耗需求，太阳能光伏电源为主流应用，钙钛矿电池作为下一代技术，成本仅为砷化镓电池的 1/3-1/4，2025 年将完成关键技术验证；

星载计算单元作为核心载体，涵盖通用加固处理器、专用 AI 处理器、异构计算平台三类，需满足耐辐射、低功耗、高集成度等严苛要求；

星间激光通信技术凭借高带宽、抗干扰强等优势，构建起太空算力网络的 “神经脉络”，单向速率可达 100Gbps 级；

地面站作为天地连接枢纽，分为固定站、可搬移站、移动站，承担算力卫星测控、数据接收解析等功能；抗辐射芯片通过材料硬化、工艺加固、逻辑冗余等技术，抵御太空强辐射与极端温差，保障设备稳定运行。

中游聚焦星座制造与天地协同调度，全球主要航天力量纷纷布局规模化星座。国内方面，之江实验室牵头的 “三体计算星座” 2025 年首发成功，12 颗卫星互联后总算力达 5PetaOPS，适配 80 亿参数天基 AI 模型，未来将扩展至千星规模、总算力超 1000PetaOPS；上海垣信卫星科技的千帆星座计划发射 1.5 万颗卫星，构建超大规模互联网星座。国际上，SpaceX 的 Starlink 已发射超 11000 颗卫星，V3.0 版本将实现 1000Mbit/s 级速率，其轨道数据中心计划正探索天基边缘计算服务；亚马逊 Kuiper、英国 OneWeb 等也在加速组网布局。

算力调度平台作为 “天基操作系统”，通过轨道匹配、能耗优化、异构硬件适配三大核心算法，实现太空算力与地面超算、边缘算力的动态分配，其技术架构涵盖边缘层、核心层、应用层，为用户提供 “零门槛” 算力调用入口。

下游应用场景持续拓展，地球观测与通信服务成为核心突破口。在地球观测领域，太空算力重构了 “卫星采集 — 地面处理” 的传统流程，通过 “在轨预处理 + 智能分析 + 按需下传” 模式，将数据下行量压缩至原 10% 以下，响应时延从小时级压缩至分钟级甚至秒级。之江实验室的三体计算星座、武汉大学的东方慧眼星座等，在灾害预警、农林监测、城市规划等领域实现精准应用。

在通信服务领域，“通信 + 算力” 一体化模式成为核心纽带，星间高速互联通过激光链路构建分布式计算网，星地低时延回传实现毫秒级决策响应，算力租赁服务支持企业、政府等多主体按需租用，同时通过在轨数据压缩与智能转发提升带宽利用率，借助量子密钥分发保障通信安全。

此外，太空算力还在工业能源、应急救援、低空经济等领域展现出广阔应用前景。 市场规模的快速增长为太空算力产业提供了强劲动力。

2024 年全球航天产业经济总规模达 6130 亿美元，其中商业航天占比 78%，约 4871 亿美元，2025 年预计突破 5000 亿美元；我国商业航天市场规模 2024 年已突破 2 万亿元，2025 年预计增至 2.5 万亿元，复合年增长率超 20%。这一增长得益于政策支持、低轨星座组网加速、可回收火箭技术突破等多重因素。同时，地面数据中心的能耗压力持续增大，2022 年全球数据中心消耗约 460 太瓦时电量，预计 2026 年将膨胀至 620-1050 太瓦时，太空算力作为低能耗、高可持续性的解决方案，市场需求将持续释放。

当前，太空算力已进入 “全球竞逐、分链布局” 的发展阶段。国外阵营侧重垂直专精与生态整合，Starcloud 专注太空计算，发射搭载英伟达 H100 芯片与谷歌 Gemini 大模型的试验星，计划构建 5 吉瓦级轨道数据中心；SpaceX 规划扩大星链 V3 卫星规模，目标 4-5 年内完成每年 100GW 数据中心部署；Google 启动 “捕日者计划”，拟 2027 年发射搭载 Trillium TPUs 的原型卫星。

国内阵营实现全链协同，火箭端有蓝箭航天、星河动力等企业突破关键技术；卫星与算力端，之江实验室、国星宇航等实现核心硬件国产化；

通信组网端，氦星光联量产 100Gbps 激光终端；

下游应用端，长光卫星等通过星上处理减少 70% 数据下行量。

政策层面，我国形成了全链条支持体系，从 “新基建” 将卫星互联网纳入重点，到 “十四五” 规划明确空间基础设施布局，再到科创板扩大商业航天企业准入，为太空算力发展提供了合规与资源支撑。

尽管前景广阔，太空算力仍面临技术与制度双重挑战。技术上，星载硬件需适配极端太空环境，星间与天地通信效率有待提升，卫星编队与在轨运维难度大，发射与制造成本偏高；制度上，国际法律规则空白、地缘政治竞争加剧、监管体系相对滞后、行业标准不完善等问题制约行业发展。

破局之路需技术攻坚与制度协同双向发力：技术层面，需突破抗辐射芯片、高效空间电源、星间激光通信等核心技术，发展可重复使用火箭降低发射成本；制度层面，需参与国际规则制定，完善国内监管体系，建立统一行业标准，加强产业链协同与复合型人才培养。 太空算力作为算力领域的新边疆，正推动人类算力利用从地面走向太空，从集中式走向分布式。随着技术的持续突破、政策的精准支持、场景的不断丰富，太空算力将逐步实现从技术探索向规模化应用的跨越，成为数字经济高质量发展的新引擎。

未来，天地一体的算力网络将彻底重构全球算力格局，为人工智能、遥感监测、应急救援等领域带来革命性变化，开启人类探索宇宙与数字世界融合的全新篇章。

（文章来源：本文转自世希君贤。转载仅用于分享、学习，不做商用。如有侵权，请联系删除）

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