在太空中建造數(shù)據(jù)中心，這個曾經只存在于科幻小說中的概念，如今正逐步走向現(xiàn)實。我國上月成功發(fā)射全球首個“太空計算星座”，隨后美國初創(chuàng)公司Starcloud計劃在今年8月將一顆冰箱大小的衛(wèi)星送入太空，這將是第一顆搭載英偉達H100芯片的衛(wèi)星。

隨著AI技術的爆炸式發(fā)展，數(shù)據(jù)中心對電力的需求正以前所未有的速度增長。根據(jù)美國能源部的報告，預計到2028年，美國數(shù)據(jù)中心的用電量將從2023年的4.4%上升至12%。隨著全球對碳排放的關注度提升，電力成本上漲，以及AI模型算力需求曲線的陡升，傳統(tǒng)能源模式已顯疲態(tài)。微軟、亞馬遜、谷歌和Meta正加大對核能、地熱等新型清潔能源的投入，力圖滿足未來數(shù)據(jù)中心的電力需求。然而，即便如此，能源瓶頸依舊難解。

當?shù)厍螂y以承受指數(shù)級算力需求時，越來越多的公司和投資者把目光投向了更高處——36000公里之外的軌道空間。軌道上的太陽能可以全天候、不間斷供應，理論上可以徹底擺脫地面能源系統(tǒng)對化石燃料的依賴。雖然Starcloud計劃在今年8月發(fā)射的軌道數(shù)據(jù)中心耗電量僅為1千瓦，計算能力遠遠低于地面的巨型數(shù)據(jù)中心，僅能運行谷歌Gemini或OpenAI GPT的簡化版本，但它仍將成為軌道上最強大的計算機，其性能是現(xiàn)有國際空間站和其他衛(wèi)星計算能力的100倍。

Starcloud的目標是在太空中建設首個千兆瓦級別的數(shù)據(jù)中心，由4平方千米的大型太陽能電池陣供電，托架上裝滿AI芯片。該數(shù)據(jù)中心將使用激光與現(xiàn)有的衛(wèi)星互聯(lián)網星座（如SpaceX的Starlink和亞馬遜的Kuiper）進行通信，這些星座將與地球之間傳輸數(shù)據(jù)。Starcloud已獲得Y Combinator孵化器2100萬美元投資，并計劃通過分階段發(fā)射，逐步實現(xiàn)這一目標。創(chuàng)始人菲利普·約翰斯頓透露，已與軟銀等潛在大額投資方展開洽談，未來將尋求進一步融資以實現(xiàn)5千兆瓦級軌道數(shù)據(jù)中心目標。他坦言，若能獲得無限資源，該目標在5年內可實現(xiàn)。

另一家美國新興商業(yè)空間站開發(fā)商Axiom公司則計劃在今年年底前發(fā)射兩個軌道數(shù)據(jù)中心節(jié)點，這些節(jié)點使用CPU和GPU芯片，能夠運行簡化版本的AI模型，將服務于軍事和商業(yè)通信客戶。Axiom目標到2030年把數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴大到100千瓦。包括谷歌前首席執(zhí)行官埃里克·施密特、亞馬遜集團創(chuàng)始人杰夫·貝索斯等科技億萬富豪也在關注該領域。施密特在今年4月購買了一家火箭公司Relativity Space的控股權，目的是將數(shù)據(jù)中心送入軌道。杰夫·貝索斯的動機則更為宏大。他在創(chuàng)辦火箭公司“藍色起源”時就表達過希望將高污染工業(yè)遷出地球，建設太空產業(yè)帶。數(shù)據(jù)中心正是他認為屬于太空的長期產業(yè)之一。

美國國會部分議員已將軌道數(shù)據(jù)中心納入戰(zhàn)略討論。參議員邁克·勞茲在山谷論壇公開表示，美國必須考慮在太空建立數(shù)據(jù)中心。當時就坐在勞茲旁邊的AI初創(chuàng)公司Anthropic聯(lián)合創(chuàng)始人杰克·克拉克回應道：“你聽起來一點都不瘋狂。我們非常喜歡把計算機放在太空中。”

事實上，軌道數(shù)據(jù)中心并非美國獨享的技術夢想。我國已在今年5月14日成功發(fā)射三體計算星座的首批12顆計算衛(wèi)星。作為全球首個太空計算星座，三體計算星座搭載了80億參數(shù)的天基模型，能夠實現(xiàn)整軌衛(wèi)星互聯(lián)，并計劃建成千星規(guī)模的太空計算基礎設施。歐盟委員會曾委托Thales Alenia Space進行軌道數(shù)據(jù)中心可行性評估，結論積極，預計2030年前設計出一個50千瓦的軌道數(shù)據(jù)中心概念驗證。與此同時，歐洲航天局也在研究能否開發(fā)類似星艦的新型火箭專為軌道數(shù)據(jù)中心服務。

然而，將數(shù)據(jù)中心置于太空并非易事。一系列的技術與經濟挑戰(zhàn)亟待解決。首先是輻射問題。軌道上的太陽耀斑、宇宙射線和地磁輻射可能對高密度AI芯片造成損傷，需采取額外的屏蔽和冗余設計，這將增加設備重量并推高發(fā)射成本。其次，空間碎片碰撞風險高，需持續(xù)監(jiān)控并機動規(guī)避。散熱問題尤為棘手。盡管太空環(huán)境寒冷，但計算芯片的廢熱無法通過對流散出，只能依靠大型散熱器輻射熱量。NASA前局長丹·戈爾丁估算，100千瓦數(shù)據(jù)中心需配備網球場大小的散熱器，而兆瓦級數(shù)據(jù)中心的散熱需求更是呈數(shù)量級增長。此外，維護難度大，軌道上的設備一旦出現(xiàn)故障，維修成本極高。

發(fā)射成本同樣是一道門檻。以目前SpaceX的獵鷹9號火箭為例，完整預定一次發(fā)射費用約為7000萬美元，尚不足以將未來預期中重達數(shù)百噸的軌道數(shù)據(jù)中心送入太空。Starcloud估算，一個40兆瓦的數(shù)據(jù)中心未來發(fā)射成本約需2000萬美元，相較地面建設的數(shù)億美元仍具優(yōu)勢，但前提是發(fā)射價格需持續(xù)下降。好消息是，SpaceX的新一代星艦與Blue Origin的新格倫等重型火箭正加緊測試，這將為未來大規(guī)模發(fā)射軌道數(shù)據(jù)中心提供可行路徑。

盡管業(yè)內普遍認為，大規(guī)模軌道數(shù)據(jù)中心仍需5-10年才能成形，但初期應用市場已浮現(xiàn)。太空業(yè)務本身的客戶——氣象監(jiān)測、災害預警、氣候變化研究、航天器跟蹤等領域——可直接受益于軌道計算能力，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高處理效率。美國軍方同樣對軌道計算表現(xiàn)出濃厚興趣，擬用于增強天基偵察、通信與未來武器系統(tǒng)的能力。商業(yè)層面，亞馬遜的Kuiper、SpaceX的Starlink等已有星座項目未來可逐步疊加計算能力，提供太空計算服務。但目前來看，軌道數(shù)據(jù)中心距離替代地面AWS、Azure等云計算平臺尚有巨大差距。