一箭十二星,把算力送到太空

5月14日12時12分,我國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丁運載火箭,成功將太空計算衛星星座發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功,標志著我國首個整軌互聯的太空計算星座正式進入組網階段。
太空計算衛星星座發射升空。 新華社發
太空計算衛星星座由中國航天科技集團有限公司中國商業火箭作為總承包商提供發射服務。本次任務採用了“頂置主星+側挂從星”的分層布局——2顆主星縱向堆疊於整流罩內部頂端,10顆從星分兩層側挂於筒段內,每層周向均布5顆衛星。任務通過4次星箭分離使衛星精准入軌,頂置主星依次間隔分離,側挂衛星每層5顆同時分離,通過飛行時序優化與姿態調整技術,確保分離安全性,並減少對末子級的姿態擾動。
本次發射入軌的12顆計算衛星均搭載星載智算系統、星間通信系統,能夠實現整軌衛星互聯,具備太空在軌計算能力,將構建天地一體化網絡。據悉,計算衛星最高單星算力達744TOPS(每秒744萬億次計算),星間激光通信速率最大可達100Gbps,12顆衛星互聯后具備5POPS(每秒5千萬億次計算)計算能力和30TB存儲容量。
一箭十二顆計算衛星是之江實驗室主導構建的“三體計算星座”的首次發射,也是國星宇航“星算”計劃的首次發射。“三體計算星座”是由之江實驗室協同全球合作伙伴共同打造的千星規模的太空計算基礎設施,建成后總算力可達1000POPS(每秒百億億次運算)。
通常,衛星需先將數據傳回地面,再由地面數據處理中心對其進行解析,這種“天感地算”的模式受限於地面站資源、帶寬等因素,僅有不到十分之一的有效衛星數據能傳回地面,且存在數據時效差等問題。解決這一問題正是之江實驗室構建“三體計算星座”的出發點。
“對於之江實驗室而言,不是簡單地發衛星,我們是要構建太空計算星座,把算力送到太空,實現計算衛星之間的互聯互通,進而把人工智能送上天。”中國工程院院士、之江實驗室主任王堅表示。
計算星座的突破離不開太空計算軟硬件技術的攻克。之江實驗室承擔了星載智能計算機等太空計算軟硬件和天基模型的研制工作。國星宇航承擔了首次發射的智能網聯衛星平台研發和整星研制工作。氦星光聯承擔了激光通信終端的研制工作。
作為計算衛星的核心載荷,之江實驗室研究突破的星載智能計算機把衛星算力從T級提升到P級,實現10~100倍的提升。星載高通量路由器作為星座天地網絡互聯的核心設備,將完成星間、星地和星內百G比特高速率、低延遲網絡傳輸。天基分布式操作系統就像“星座資源管家”,能對星座的算力、存儲、網絡等資源進行統一管理,實現在軌計算任務編排調度及應用狀態監測。首發衛星搭載的80億參數天基模型是業內首個多任務模型,為星座增加了智慧大腦,能夠調度衛星協同處理多源遙感數據,在軌自主完成對地觀測任務。
“人工智能不能因為缺失算力而缺席太空。”王堅表示,“三體計算星座”的構建,將大大拓展太空應用的邊界,未來希望通過這個星座讓老百姓也能便利地用上計算衛星、遙感衛星等帶來的服務,這對空天產業的變革具有深遠意義。
據悉,之江實驗室聯合國星宇航、氦星光聯、航天馭星、天鏈測控等合作伙伴,於2024年7月成立了之江實驗室計算星座科研任務總體部,實施有組織的科研。百余個硬件、兩百余個軟件、近百萬行代碼,總體部的200多名科研人員不分晝夜,以集智攻關的努力順利完成首發任務的各項研制工作。
《光明日報》(2025年05月15日 08版)
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