科技日报记者 张晔 实习生 张鑫哲
一场山火突发，卫星在数百公里高空把火场拍得清清楚楚。按照老办法，影像要等卫星过境、传回地面站、进入数据生产中心处理，再交到指挥员手上——这一来一回，往往以“天”计算。等图到了，火线可能已经换了方向。
如果把计算直接放到天上呢？卫星按下快门的瞬间就完成识别，只把一句结论传下来，响应时间能压缩到分钟级。数据在天上产生，就在天上算完——业内称之为“天数天算”。
变化的不只是数据的传输速度，更是卫星的工作方式。这不是一家公司的奇思妙想，而是新一轮空间技术与人工智能竞争中，全球都在抢的一道必答题。
一场山火为何“等不起”
先说一组容易被忽略的数字。
随着对地观测分辨率越来越高，卫星每天拍回的数据已是天文量级。据行业统计，我国每日获取的遥感原始数据量超过20TB；新一代超大幅宽遥感卫星成像时，一秒钟就要吞吐近50GB——大致相当于一部2小时的4K高清电影。可卫星不是一直连着地面的：地面站主要建在国内，卫星只有“路过”上空的短短几分钟才能传数据，一趟下来，可能隔上十来天。
结果是什么？北京邮电大学计算机学院院长、天算星座首席科学家王尚广在接受媒体采访时披露，一颗满负荷运行的卫星，最终能传回地面的数据不足10%。中国科学院院士、清华大学教授陆建华说得更直接：“90%的遥感卫星在天上是空转的。”
“空转”两个字，扎在应急人的心上。森林防火、洪涝决口、海上溢油、地震堰塞湖——这些场景里，晚一小时，转移的人和烧掉的林就不是一个量级。卫星拍得到，却来不及用，这就是空天信息产业最大的“堵点”。
堵点背后，是一场已经拉开帷幕的全球竞赛。美国SpaceX计划在近地轨道部署巨量卫星，日本聚焦地球观测数据在轨处理；2025年5月，国星宇航联合之江实验室在酒泉成功发射全球首个整轨互联的太空计算卫星星座，其“星算计划”进一步规划发射2800颗计算卫星组网。2025年8月，国务院印发《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》，明确提出“加快太空计算等前沿技术布局”。
算力上天，不再是实验室里的选题，而是国家布局、企业竞速的产业赛道。
两公斤怎么“扛上天”
赛道很热，真把芯片送上天，却是另一回事。
无锡梁溪区，一间实验室里，一位工程师正在调试一台黑色方盒。四角带安装孔，两侧引出线缆，成年人一只手就能托起来——这就是智算星空（无锡）科技有限公司正在进行地面测试的AS-1星载智算单元。它的任务，就是让卫星、无人机能够在数据产生端完成一部分智能处理和信息提取，不再把所有数据都运回地面，而是让卫星先在轨完成筛选、识别和分析，把有限的通信资源留给真正有价值的信息。
听上去顺理成章，做起来却处处是坎。
第一关是辐射。太空里高能粒子无处不在，打在芯片上，存储的“0”可能瞬间变成“1”。一个比特翻转，整个结果可能是相反的。权衡之下，团队需要综合考虑器件选型、系统级加固、容错设计和故障恢复等多重手段，保证星载计算长期稳定运行。
第二关是散热。太空没有空气，液冷、风冷全无用处，热量只能靠辐射板慢慢“晾”出去。团队重新设计结构，把芯片热量导到大面积散热板上，靠扩大辐射面积换效率。
第三关是“自力更生”。天上出了故障，没人能上去修。团队从软硬件冗余、内存纠错、“看门狗”监控、故障检测与自主恢复等多个层面设计可靠性机制，让设备在无人干预条件下具备一定的故障恢复能力。
从3月立项到9月样机下线，七个月，器件选型、采购、软件开发、调试测试，每个节点都有严格评审。最后交到手上的这台设备，重量不到2公斤，功耗约90瓦，和一台家用投影仪差不多；算力却达到248TOPS，可通过自然语言交互的形式实现目标检测、变化检测、语义分割等多类任务运行。产品从一开始就按照星载平台对重量、功耗和接口的约束进行设计，以尽量降低后续整星适配难度。
“如果在天上算好，原来大量的原始数据，算完只有少量的有价值信息。”智算星空首席执行官林子杨打了个比方，“我们要传的不再是‘数据’，而是‘答案’。”这句话背后，是一次计算范式的变化：数据不一定非要回到地面，计算可以主动靠近数据。
从一颗星到一张网
单星智能跑通，只是第一步。
天基计算牵一发动全身：算力芯片、空间能源、星间激光通信、卫星平台、计算载荷，哪一环掉链子都不行。
林子杨告诉记者：“现在‘天数天算’正在从技术和工程验证走向产业化，最先能够形成闭环的是那些对时效性要求高、数据回传压力大的场景；而更进一步的‘地数天算’和大规模天地共算，还需要等待能源、通信、发射成本和空间计算基础设施进一步成熟。”
他给记者算了一笔账：地面算力中心寿命5到8年，设备残值还在；天上5到8年就是寿命终点，且发射、运营成本极高。目前我国卫星发射成本仍在每公斤数万元量级，距离规模化所需成本还有数量级差距。
业内普遍预计，随着商业火箭可回收技术成熟，太空计算有望在“十五五”期间迎来成本拐点；一些乐观判断认为，到2030年前后，相关市场规模有望突破千亿美元。
“短期最有价值的，是那些必须在天上先算、时间价值非常高的任务，比如应急、国防、实时监测等。”林子杨说。
赛道虽早，卡位已争分夺秒。智算星空把业务做成三层：最底层是智算单元和专用模型，让卫星、无人机在轨就能解译；中间层是高质量空天数据集和高价值Token；最上层是面向应急、农业、海洋、气象的行业应用智能体。公司也正与星座运营商推进数据、模型、智算载荷及相关应用合作。
“无锡的产业链相对完整。”林子杨说。当地围绕“箭船星网、通导遥算”构建生态，已集聚109家空天产业细分赛道企业；梁溪区提出空天产业三年行动，力争到2028年产业规模突破400亿元，“AI+空天”正是重点方向。
当发射成本、空间能源和算力成本持续下降，天上的算力逐渐成为可以按需调用的资源，今天很多只有专业机构才能使用的空天信息能力，未来可能像云计算一样被普通行业甚至个人直接调用。比如一个海洋作业需求，可以由智能体自动调度卫星数据、模型和算力，在较短时间内完成环境分析和作业建议——用户甚至不需要知道背后调用了哪颗卫星。
“到那时，太空算力的意义就不再只是服务卫星本身，而是成为连接真实世界数据与人工智能的一类新型数字基础设施。”林子杨说，太空计算正在从概念、星座、单星验证，走向真实产业化。
数据在天上产生，智能在天上生长。这一轮空间技术与人工智能的竞赛，比的不只是谁的卫星多、谁的火箭便宜，更是谁能让数百公里高空的“那双眼睛”，真正学会自己思考。
（受访单位供图）
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