中共中央党校(国家行政学院)主管
学习时报社主办
理论视点 学习评论
|
思想理论
|
党的建设
|
民主法治
|
党史国史
|
经济社会
|
领导论苑
|
高端智库 读书治学
|
文化教育
|
生态文明
|
学习文苑
|
当代世界
|
科技前沿
|
文史参阅
|
首页 >> 科技前沿 >> 正文
太空算力:空天时代战略性新型基础设施
来源:学习时报     作者:王尚广     2026-05-27 09:30
字体:

  人类社会的每一次变革,往往都伴随着对生产力载体的重新定义。当人工智能加速迭代、数字经济持续扩张、地面基础设施日趋承压之时,人类既要“向内”深度挖掘既有要素的潜能,也要“向外”主动开辟新的生产空间。沿着这一逻辑,太空正成为人类拓展生产力边界的下一片关键疆域,而太空算力,则是其中最具战略意义的新型基础设施之一,也是撬动新一轮科技竞争的关键制高点。

  算力为何要走向太空

  当前,全球范围内的社会发展模式正面临双重挑战。一方面,自然科学的重大突破节奏有所放缓,全球劳动生产率增速已由20世纪中叶年均3%以上回落至近年来约1%—1.5%的水平,传统增长动能明显减弱;另一方面,产能饱和、能源紧张、贸易壁垒抬升,存量竞争模式正逼近其物理与制度边界。突破之道无非两条:向内,以人工智能等前沿技术为代表,深度挖掘既有要素潜能;向外,以“上天、入地、下海”为方向,开辟全新生产空间。两条路径并不矛盾,而是人类突破现有困境的双轮驱动力。在这一进程中,太空作为最具战略纵深的向外拓展方向,承载着拓展生产力、培育新质生产力的重要期待。

  与此同时,算力本身正日益成为继水、电、网络之后的第四类基础设施,是数字时代最稀缺、最核心,也最具战略价值的新型生产要素。但是,地面算力的持续扩张,正面临能耗攀升、土地资源受限、电网承载趋紧等多重约束;遥感、通信、导航等各类卫星每天产生海量数据,却长期受制于数据先回传再处理的传统链条。当人类向外开拓的空间需求,与算力向上突破的发展需求相互交汇,将计算能力部署至太空,便不再是遥不可及的技术构想,正成为破解现实瓶颈、重塑数字基础设施格局的战略选择。在这一背景下,近年来一个新概念逐渐进入公众视野:太空算力。

  太空算力的基本内涵和重要价值

  太空算力,是指把芯片、服务器、算法模型乃至云平台等计算资源部署于卫星,使卫星不再仅承担“看”和“传”的信息获取与传输功能,而是进一步具备“算”的在轨处理能力,并通过星座化组网方式,将分散在轨的计算资源组织起来,向外提供持续、协同、可扩展的算力服务。其发展形态可由单颗算力卫星扩展为成百上千颗组成的算力星座,并与地面数据中心协同,形成天地一体的云平台。

  太空算力并非简单地将地面数据中心移至太空,而是对数据处理方式、算力组织方式和服务供给方式的系统性重构:在轨完成识别、筛选、解译与分析,将海量原始数据就地转化为可用信息后再进行下传;全程依托太阳能等在轨能源供给,处于天然低碳、绿色运行的基础条件;不受地面气候、土地资源和电网容量等因素制约,能够覆盖远海、极地、荒漠等地面基础设施难以触达的区域;还可面向其他卫星、地面终端、车辆和移动设备等对象提供按需就近的算力服务。由此看来,区别于地面算力侧重集中资源处理大规模任务,太空算力更强调灵活响应并满足随时随地的泛在计算需求,两者非替代而互补,共同构成下一阶段的国家算力体系。

  太空作为新一轮大国竞争的重要战略方向,其独特性首先体现为资源的高度稀缺性。低轨道优质轨位有限,无线电频率资源依据国际电信联盟规则“先登先用”,一旦形成规模化占用,便可能转化为长期性、排他性的战略优势。当前,海外加速部署大型低轨星座,甚至已开始申请建设面向AI算力服务的轨道数据中心星座,庞大的规划规模显示出愈发激烈的竞争态势。这意味着,太空领域的竞争已从通信星座升级为太空算力基础设施的超大规模布局与战略占位,滞后一步就可能意味着永久失去。

  更深一层看,太空算力承载的不仅是基础设施竞争,更是一次产业基础逻辑的跃升。过去60余年,空间产业以通信、导航、遥感三大传统业务为主线,卫星更多扮演基础传输通道与信息探测节点的角色。当芯片、AI、云计算等技术大规模向太空迁移,卫星开始具备自主感知、自主决策、自主服务的能力,整个产业的价值中枢从单纯的卫星制造与发射,向在轨计算与太空直接服务转移。这是空间产业由基础的传输与遥感,向传输、遥感与计算相融合的二次跃升,也是新质生产力拓展的关键过程。

  此外,探索本身就是生产力。重大探索的价值,更多源于过程中涌现的颠覆性创新,太空算力探索亦是如此。比如,攻坚星载算力相关技术难题时,很可能倒逼革新散热方案、开辟新型计算路径,催生全域算力基础体系。这种在极端工程约束下推动技术外溢与范式创新,是培育新质生产力的重要来源,其带动作用远高于产业直接收益。

  太空算力发展的三大驱动力

  太空算力之所以在此时此刻成为产业焦点,源于三大驱动力在同一历史窗口期叠加共振。

  一是AI驱动。词元(Token)经济正在重构互联网的基础服务单元。大模型的全球部署,正在推动互联网最小服务单元从传统的比特进一步演进为AI Token。研究显示,未来数年全球AI算力需求将以年均40%以上的速度扩张。地面数据中心面临土地、电力、散热三重约束,扩容成本与建设周期持续攀升。太空算力则呈现出独特的结构性优势:不占用地面土地资源、可利用太阳能解决电力问题、真空环境天然具备散热条件。未来的AI Token服务背后,将不再只是地面数据中心的集中支撑,而是由地面与太空协同构成的分布式算力基础设施。

  二是6G驱动。卫星星座正在成为全球全域覆盖的核心节点。6G标准正在将非地面网络纳入核心架构,与5G时代卫星仅作为补充覆盖的角色不同,6G将推动低轨卫星星座作为全球网络的核心组成。当卫星承担6G接入、转发与骨干传输等功能时,星上算力成为必须内置的基础能力。每一颗6G卫星都天然是一个计算节点,太空算力将获得面向全球海量终端提供实时智能服务的关键入口。

  三是商业航天驱动。低成本、快迭代正在打开产业化窗口。随着可复用运载技术、批量化整星制造能力和高频次发射服务逐渐成熟,卫星制造和发射成本大幅下降。商业航天正在以快速迭代与持续改进的产品开发模式,把太空算力从追求一次性成功的高风险工程,转变为持续迭代与优化的产业化发展路径。

  三大驱动力叠加,使太空算力从技术概念走向战略必争领域。其本质并非单纯的技术竞争,而是一场与时间赛跑的国家战略部署。

  太空算力的发展现状和路径

  当前,全球太空算力尚处于发展初期,可从核心技术突破与产业生态建设两大维度来分析。

  从核心技术突破来看,要让卫星真正实现“既看得见,又传得动,还算得了”,至少需要在五个关键方向实现突破。一是芯片层面的算力跃升,星载芯片必须同时满足高算力密度、抗辐照、低功耗、长寿命四重约束,使单星算力提升到P级(千万亿次每秒)水平;二是能源供给与热控能力提升,单星功率需向千瓦乃至更高功率等级演进,并发展辐射散热、相变热管等新型热控技术;三是星间通信与组网能力突破,通过激光星间链路将分散在轨的卫星连接成在轨局域网,让算力像云平台中的虚拟机一样跨星调度和协同计算,星间带宽从Gbps级别向Tbps级别迈进;四是天地协同调度能力建设,太空算力不能孤立运行,而应与地面云、地面终端形成统一的算力调度体系,根据任务需求把算力放在最合适的位置;五是在轨AI与模型部署能力突破,让卫星不仅“会计算”,更让卫星具备一定的“会理解、会判断、会响应”的智能能力,这是太空算力区别于传统星载处理的本质所在。这五个方向并非彼此孤立,而是一个相互支撑的能力链条,任何一个环节受限,都会影响整个体系的效能释放。

  从产业生态建设来看,太空算力仍处于发展早期。尽管海外已开展在轨边缘计算、星载AI推理等技术验证,部分商业算力星座的规模化部署正加速推进。国内多家科研机构和企业也已启动算力卫星、星上推理、星间激光、天地一体云平台等方向的研究和试验。例如,2021年北京邮电大学发起建设的“天算星座”是国内最早开展算力上星验证的星座,随后2025年之江实验室“三体计算星座”等代表性探索,正以工程化方式推动相关技术从原理验证走向在轨部署。但客观地看,整个产业仍呈现“上游热、下游冷”“星座热、应用冷”的特征,可归纳为三方面失衡。

  一是上游产业链逐渐成熟,下游协同发展明显滞后。火箭发射、整星制造、基础组网等上游环节已具备较完整的工程化能力;但星载计算、星间通信、天地协同调度等中游关键技术,以及面向城市治理、行业应用、模型推理等下游服务的组织能力,仍总体处于原理验证、技术攻关和单点试点阶段,呈现出“上游能造、中游难通、下游难用”的阶段性断层。因此,下游联合发展不足,已成为制约太空算力价值释放的关键瓶颈。

  二是行业过度聚焦星座建设规模,忽视技术突破带来的商业价值突围。主流方案以组网颗数、在轨规模等为核心指标,对“为何需要如此规模的卫星体系、谁来为在轨算力服务长期付费”等根本问题回应不足。太空算力的真正价值并不在于卫星数量上,而在于关键技术能否突破,以及进一步转化为Token化算力服务、行业模型服务、城市治理服务等可持续商业模式。若只追求建设规模,而未能打通从技术突破到商业突围的转化路径,太空算力很容易重蹈地面数据中心阶段重建设、轻运营的覆辙。

  三是建设节奏与运营模式之间尚未形成稳定衔接。太空算力多数项目在启动阶段,通常可以依靠国家投入和政策性资金形成初始推动力,但进入中后期后,能否通过算力服务、平台服务、数据服务和场景服务形成持续、稳定、可验证的运营性收入,仍需时间检验。

  太空算力是一项典型的硬科技、长周期、大协同事业,面向未来发展,应重点在四个方向持续发力。

  一是加强顶层设计,避免低水平重复建设。从国家层面统筹规划,避免各方分散布局、重复投入和低水平同质化建设。同时尊重市场规律,给创新主体留出足够的探索空间。二是从“唯规模论”转向以技术突破带动商业突围。把工作重心从关注卫星发射数量转向聚焦关键技术突破与提供可持续服务,形成技术突破与商业突围相互促进的内在闭环。三是强化场景驱动,让下游应用反哺技术演进。主动结合城市治理、低空经济、应急响应、智慧海洋、精准农业等重大需求和行业痛点,设计可落地的应用方案,用真实任务需求牵引技术迭代。四是促进跨界融合,构筑差异化创新生态。鼓励航天与AI、计算等紧密结合,培育跨学科耦合的创新生态,以开放姿态鼓励跨界创新,包容试错探索,让技术突破不受固有框架束缚,避免将太空算力局限于单一的航天工程或信息技术项目。

  总之,太空算力将计算能力从地面延展至轨道空间,将能源从地面电网拓展至太空,将数据处理从“天数地算”发展到“天数天算”再到“地数天算”并最终达到“天地同算”的终极形态,进而拓展人类计算的边界。人类能否在这场远征中赢得主动,取决于能否在关键技术上实现突破,在商业逻辑上完成突围,在场景应用上扎根落地,在产业生态上形成协同。

  (作者系北京邮电大学计算机学院院长)

(责编:郑继民)

【版权声明】凡来源学习时报网的内容,其版权均属中央党校报刊社所有。任何媒体、网站以及微信公众平台在引用、复制、转载、摘编或以其他任何方式使用上述内容时请注明来源为学习时报网