一場山火突發，衛星在數百公裡高空把火場拍得清清楚楚。按照老辦法，影像要在衛星過境時，被傳回地面站，進入數據生產中心處理，最后才能交到指揮員手上。這一來一回，時間往往以“天”計算。等圖到了，火線可能已經換了方向。如果把計算過程直接放到天上，衛星按下快門的瞬間完成識別，隻把一句結論傳下來，就能把響應時間壓縮到分鐘級。

數據在天上產生，就在天上算完——業內將其稱之為“天數天算”。它改變的不只是數據的傳輸速度，更是衛星的工作方式。

應急救援“等不起”

隨著對地觀測分辨率越來越高，衛星每天拍回的數據已是天文量級。據行業統計，我國每日獲取的遙感原始數據量超過20TB﹔新一代超大幅寬遙感衛星成像時，一秒鐘數據吞吐量近50GB，這大致相當於一部2小時4K高清電影的數據量。但觀測衛星並非始終能與地面保持連接：地面站主要建在國內，衛星隻有在“路過”上空的短短幾分鐘內才能傳回數據，而自然情況下兩次可傳輸的窗口之間，往往要隔上十來天。

結果是什麼？北京郵電大學計算機學院院長、天算星座首席科學家王尚廣在接受媒體採訪時坦言，一顆滿負荷運行的衛星，最終能傳回地面的數據不足10%。中國科學院院士、清華大學教授陸建華說得更直接：“90%的遙感衛星在天上是空轉的。”

“空轉”兩個字，扎在應急人的心上。森林火災、洪澇決口、海上溢油、地震堰塞湖……這些場景裡，晚一小時，轉移的人和付出的代價就不是一個量級。衛星拍得到卻來不及用，已經成為空天信息產業較大的堵點。

解決這一堵點，各國競相開展布局。美國SpaceX計劃在近地軌道部署巨量衛星﹔日本聚焦地球觀測數據在軌處理﹔在中國，國星宇航聯合之江實驗室於2025年成功發射全球首個整軌互聯的太空計算衛星星座，“星算計劃”進一步規劃發射2800顆計算衛星完成組網。

智算設備“扛上天”

賽道很熱，但真把算力送上天，卻是另一回事。

在江蘇省無錫市梁溪區的一間實驗室裡，智算星空系統工程師章陽亮正調試一台黑色方盒。這個盒子四角帶有安裝孔，兩側引出線纜，成年人一隻手就能托起來——這就是智算星空（無錫）科技有限公司（以下簡稱“智算星空”）正在進行地面測試的AS-1星載智算單元。章陽亮介紹：“它的任務，就是讓衛星、無人機能夠在數據產生端完成一部分智能處理和信息提取工作，不再把所有數據都傳回地面，從而把有限的通信資源留給真正有價值的信息。”

聽上去順理成章，做起來卻處處是坎。

第一關是輻射。太空裡高能粒子無處不在，打在芯片上，存儲的“0”就可能瞬間變成“1”。哪怕隻有一個比特發生翻轉，也可能讓最終結果完全相反。團隊需要綜合考慮器件選型、系統級加固、容錯設計和故障恢復等多重手段，保証星載計算長期穩定運行。

第二關是散熱。太空沒有空氣，液冷、風冷全無用處，熱量只能靠輻射板慢慢“晾”出去。團隊重新設計結構，把元器件熱量導到大面積散熱板上，靠擴大輻射面積換效率。

第三關是“自力更生”。天上出了故障，沒人能上去修。團隊從軟硬件冗余、內存糾錯、“看門狗”監控、故障檢測與自主恢復等多個層面設計可靠性機制，讓設備在無人干預條件下具備一定的故障恢復能力。

從今年3月立項到9月樣機下線，7個月裡，器件選型、採購、軟件開發、調試測試，每個節點都有嚴格評審。最后交到手上的這台設備，重量不到2公斤，功耗約90瓦，和一台家用投影儀差不多，算力卻達到248TOPS（1TOPS即每秒鐘進行一萬億次操作）。它可以通過自然語言交互，完成目標檢測、變化檢測、語義分割等多類任務。產品從一開始就按照星載平台對重量、功耗和接口的約束進行設計，以盡量降低后續整星適配難度。

“原來大量的原始數據，算完隻有少量的有價值信息。”智算星空首席執行官林子楊說，“我們要傳的不再是‘數據’，而是‘答案’。”這句話背后，是一次計算范式的變化：數據不一定非要回到地面，計算可以主動靠近數據。

全鏈閉環“有缺口”

單星智能跑通，只是第一步。

天基計算牽一發動全身：算力芯片、空間能源、星間激光通信、衛星平台、散熱，哪一環掉鏈子都不行。

林子楊告訴記者：“現在‘天數天算’正在從技術和工程驗証走向產業化，最先能夠形成閉環的是那些對時效性要求高、數據回傳壓力大的場景。而更進一步的‘地數天算’和大規模天地共算，還需要等待能源、通信、發射成本和空間計算基礎設施等條件進一步成熟。”

他給記者算了一筆賬：地面算力中心壽命5年—8年，設備殘值還在﹔而在天上，5年—8年就是設備壽命終點，且發射、運營成本極高。目前我國衛星發射成本仍在每公斤數萬元量級，與規模化部署的成本要求相比，仍存在數量級差距。

業內普遍預計，隨著商業火箭可回收技術成熟，太空計算有望在“十五五”期間迎來成本拐點。一些樂觀判斷認為，到2030年前后，相關市場規模有望突破千億美元。

“短期最有價值的，是那些必須在天上先算、時間價值非常高的任務，比如應急、國防、實時監測等。”林子楊說。

賽道卡位已爭分奪秒。智算星空把業務做成三層：最底層是智算單元和專用模型，讓衛星、無人機在軌就能解譯﹔中間層是高質量空天數據集和高價值詞元﹔最上層是面向應急、農業、海洋、氣象的行業應用智能體。該公司也正與星座運營商推進數據、模型、智算載荷及相關應用合作。

“無錫的產業鏈相對完整。”林子楊說。當地圍繞“箭船星網、通導遙算”構建生態，已集聚109家空天產業細分賽道企業﹔梁溪區提出空天產業三年行動，“AI+空天”正是重點方向。

當發射成本、空間能源和算力成本持續下降，天上的算力逐漸成為可以按需調用的資源，今天很多隻有專業機構才能使用的空天資源，未來可能像雲計算一樣被普通行業甚至個人直接調用。比如，一個海洋作業需求，可以由智能體自動調度衛星數據、模型和算力，在較短時間內完成環境分析和作業建議，用戶甚至不需要知道背后調用了哪顆衛星。

“到那時，太空算力的意義就不再只是服務衛星本身，而是成為連接真實世界數據與人工智能的新型數字基礎設施。”林子楊說，太空計算正在從概念、星座、單星驗証，走向真實產業化。

數據在天上產生，智能在天上“生長”。這一輪空間技術與人工智能的競賽，比的不只是誰的衛星多、誰的火箭便宜，更是誰能讓數百公裡高空上的“那雙眼睛”，真正學會自己思考。（記者 張曄）