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太空数据中心

由 AI 翻译，经编辑部审校

future.log 编辑部 · 发布于

太空数据中心（英语 orbital data centers）是指搬到卫星上的 AI 算力：芯片由太阳能电池板供电，热量以辐射方式排入太空，卫星之间以及卫星与地面之间通过激光和无线电通信。其逻辑在于：在合适的轨道上，太阳几乎昼夜不停地照射，据 Google 估计，太阳能电池板的发电量最多可达地面的 8 倍——而且不必为土地、用水和电网接入而争执。1

这一设想先在工程研究中得到检验，2025 年被几家最大的公司付诸行动。2025 年 11 月，初创公司 Starcloud 把第一块数据中心级 GPU——NVIDIA H100——送入轨道；2026 年，SpaceX、Starcloud 和 Blue Origin 递交了部署从数万颗到 100 万颗计算卫星的星座的申请，Google 则发射了搭载四块 TPU 的第一颗原型卫星。轨道上只有零星几颗计算卫星，还没有任何一套兆瓦级系统；SpaceX 自己也在招股书中写道，此前还没有任何人从事过它所理解的轨道 AI 计算——即像数据中心一样运行的卫星星座。23456

历史

  • 2024年6月27日Thales Alenia Space 公布由欧盟资助的 ASCEND 研究的结果：要让太空数据中心显著减少 CO₂ 排放，需要一种全生命周期“污染”降低到十分之一的运载火箭；项目目标是在 2050 年前部署 1 吉瓦。7 ¶ ctjsw8xd9
  • 2024年9月Lumen Orbit（后更名为 Starcloud）在白皮书中比较了一个 40 兆瓦集群 10 年的成本：地面 1.67 亿美元，太空 820 万美元——但不包括外壳和其他所有设备的成本，这些在两种情况下“大致相同”。8 ¶ c893rzhc2
  • 2025年5月14日中国将“三体计算星座”（之江实验室）的首批 12 颗计算卫星送入轨道。9 ¶ csatukzei
  • 2025年10月3日杰夫·贝佐斯在 Italian Tech Week 上表示：人们将在“10 多年”后开始建造“巨型吉瓦级太空数据中心”，但不会晚于 20 年。10 ¶ ch922srdz
  • 2025年11月4日Google 宣布 Project Suncatcher：由激光链路连接、搭载 TPU 的卫星星座；台架试验实现了每个方向 800 Gbps 的速率，与 Planet 公司合作的两颗原型卫星计划于 2027 年初发射。1 ¶ cm6tw2n5c
  • 2025年11月Starcloud-1 将 NVIDIA H100 送入轨道；12 月，公司宣布已在太空中用它以莎士比亚全集训练了小型语言模型 NanoGPT，并运行了 Gemma 模型。311 ¶ c8khfi49t
  • 2026年2月2日SpaceX 宣布收购 xAI；埃隆·马斯克写道，每年发射 100 万吨卫星、每吨提供 100 千瓦算力，就能每年为 AI 增加 100 吉瓦的算力。12 ¶ c9ic79xej
  • 2026年2月4日美国联邦通信委员会（FCC）受理 SpaceX 的申请：一个在 500–2000 公里高度部署多达 100 万颗卫星的系统——“SpaceX 轨道数据中心系统”，“迈向卡尔达肖夫 II 型文明的第一步”。4 ¶ cx5f32ufn
  • 2026年3月13日FCC 受理 Starcloud 的申请：在 600–850 公里的太阳同步轨道上部署多达 8.8 万颗卫星的星座，作为分布式数据中心。13 ¶ cq9iyz72p
  • 2026年3月16日NVIDIA 推出 Space Computing 方向：据公司称，Space-1 Vera Rubin 模块用于太空 AI 推理的算力最高可达 H100 的 25 倍；同一天，Kepler 在轨道上启用计算能力——10 颗卫星上的 40 个 Jetson Orin 模块。1415 ¶ ckgt5xg69
  • 2026年6月11日SpaceX 在 IPO 招股书中写道，预计最早于 2028 年开始部署轨道 AI 卫星，并承认：无论是它自己还是其他任何人，此前都没有从事过这样的轨道 AI 计算。5 ¶ ciuh86ams
  • 2026年10月1日Google 将第一颗 Suncatcher 原型卫星送入轨道：一颗冰箱大小的卫星，搭载四块 TPU；受散热限制，上面的 Gemma 模型每次将只运行 15 分钟。这颗原型卫星运行在普通轨道上，并配有蓄电池；太阳同步轨道是后续卫星的计划。16 ¶ c6fjergnu

工作原理

**供电。**卫星被送入“晨昏”太阳同步轨道，那里的太阳能电池板几乎始终处于光照之下，几乎不需要蓄电池。据研究人员莫杰塔巴·阿哈万-塔夫蒂（Mojtaba Akhavan-Tafti）所说，也正因如此，这条轨道成了低地球轨道上最拥挤的“高速公路”。117 ¶ cn7udfrpc

**散热。**没有空气，热量只能通过散热器以辐射方式散出。据 ABI Research 的安德鲁·卡瓦利尔（Andrew Cavalier）估计，一个 40 千瓦的机架需要约 80 平方米的散热器，而散热器和太阳能电池板合计可占卫星质量的 65–70%。18 ¶ cr3fjg3vs

**通信与辐射。**星座中的卫星彼此相距数百米飞行，并通过激光交换数据。Google 用质子束辐照了 Trillium TPU：HBM 存储器在累计剂量达到 2 krad 后开始出现异常——几乎是有屏蔽条件下在轨五年剂量的三倍。“静默”数据损坏最常出现在核心逻辑和片上 SRAM 存储器中；按在轨剂量换算，大约每 300 万次模型查询会出现一次。19 ¶ ce8i6ikd2

数据

这要花多少钱

谁、何时计算内容结果
Lumen Orbit（Starcloud），09.2024840 兆瓦集群运行 10 年，不含外壳和其他设备太空 820 万美元，地面 1.67 亿美元；公司估计发射费用为每 100 吨 500 万美元，即“每公斤约 30 美元”，尽管按这些数字算出来是 50 美元。 ¶ ccs5sr48k
Google，22.11.202519分摊到卫星寿命期内的发射成本，对比地面数据中心每千瓦每年的电费发射价格为每公斤 200 美元时两者相当；大约到 2035 年可能达到这一价格，前提是 SpaceX 每年发射约 180 次 Starship。作者并不认为这是完整的经济分析。 ¶ c2qpxkx7e
安德鲁·麦卡利普（Andrew McCalip），12.2025201 吉瓦运行 5 年，发射价格每公斤 1000 美元，不含 GPU轨道上 312 亿美元，地面配燃气电站 148 亿美元；约 3.7 万颗卫星、222 次 Starship 发射。 ¶ c9u8tdhr9
斯拉瓦·图雷舍夫（Slava Turyshev），29.04.202621每千瓦所需太阳能电池板、储能和散热器的质量，与每千瓦 1 万–4 万美元的地面数据中心比较发射和航天器制造合计成本须为每公斤 250–1000 美元——比 Falcon 9 专用发射的现行价格便宜 3.4–13.5 倍。 ¶ cjjvpemb5
欧洲议会（STOA），08.04.2026221 吉瓦轨道数据中心的规模超过 1 万吨载荷——是 2025 年全年入轨总量的三倍多；据该服务处估计，一座完整的数据中心需要一百多次发射。 ¶ c458fq78d
ABI Research，11.06.202618一台 H100 服务器在太空和地面运行一年的成本太空至少贵一个数量级——即使发射价格为每公斤 44 美元、地面电价为每千瓦时 0.20 美元。 ¶ cg6n8gfnf
[编辑部结论]

只有在不计卫星本身、或采用目前尚不存在的发射价格的计算中，太空才比地面便宜。独立估算给出的结果从贵约一倍（麦卡利普）到至少贵十倍（ABI）不等；关键变量是发射价格：每公斤 200 美元时（Google 对 2030 年代中期的估计），轨道上的能源成本与地面相当，按现行价格则不然。 ¶ cyhuzufft

**为什么是现在。**在地面上，瓶颈是电力：2023 年数据中心消耗了美国 4.4% 的电力，到 2028 年将达到 6.7–12%；据国际能源署（IEA）估计，到 2030 年全球数据中心的电力需求将增长一倍以上，达到 945 太瓦时。2324 据 Data Center Watch 统计，2026 年第二季度，美国地方上的反对使至少 45 个、总值 680 亿美元的项目被取消或推迟。25 ¶ c554r9wx9

批评

**经济性。**投资人吉姆·查诺斯（Jim Chanos）称这一设想是硅谷推销者阶层兜售的“又一剂 AI 蛇油”：电费约为每兆瓦每年 60 万美元，只占近期公布交易收入的 5–7%，而发射、辐射、保险和冗余的成本会更高。Gartner 分析师比尔·雷（Bill Ray）写道，为了服务地面需求而急于在太空建设数据中心的公司，是在白白浪费时间和金钱。2627 ¶ cbh5n5jj7

**散热与维修。**美国国会下属的政府问责局（GAO）写道，太空“无法有效地为计算硬件散热”，辐射会不可预测地破坏数据，而在轨服务能力“尚不成熟”。在地面上，Llama 3 预训练的 54 天里发生了 419 次意外故障，其中约 78% 是已确认或疑似的硬件问题，例如 GPU；而在轨道上，没有人来更换零件。2829 ¶ cznrv58k7

**夜空与碎片。**英国皇家天文学会警告：SpaceX 的 100 万颗卫星中将有数千颗肉眼可见，甚大望远镜（VLT）的每张图像平均将损失 10% 的数据。30 太阳同步轨道本来就是最拥挤的，而避碰也越来越频繁：仅 Starlink 卫星在 2025 年上半年就进行了超过 14.4 万次避碰机动。17 ¶ cmzy2uaqg

**排放。**据发表在 ACM SIGEnergy 期刊上的一项研究估计，即使在乐观假设下，轨道计算产生的碳排放也比地面高出最多一个数量级——主要来自发射和离轨再入。31 ¶ cfv6jrg8n

发展

法律。《外层空间条约》不确立主权，也没有明确涉及数据；依据第八条，管辖权适用于空间物体本身，因此，据欧洲议会研究服务处介绍，有人呼吁引入“数字船旗国”的概念。低地球轨道上的位置只是间接分配的——通过国际电信联盟的频率分配，通常遵循“先到先得”原则。22 ¶ czvw9dcwd

**竞赛。**中国的“三体计算星座”在九个月的试验中在轨部署了 10 个 AI 模型，其中两个各有 80 亿参数，到 2026 年 7 月已达 20 个；据《中国日报》报道，首批 12 颗卫星的合计算力达到每秒 5 千万亿次浮点运算（5 PFLOPS），实验室计划到 2027 年拥有约 100 颗卫星、到 2032 年拥有约 1000 颗。3233 据 Via Satellite 报道，Starcloud 累计融资 4.5 亿美元（2026 年 8 月一轮的估值为 23 亿美元），正在建设 20 吉瓦的星座。34 ¶ cy9827bp9

[编辑部结论]

太空数据中心目前是押注未来的发射价格，而不是一项可用的技术：轨道上只有零星几块芯片，每次只能运行几分钟，申请部署的星座却多达 100 万颗卫星。如果 Starship 让发射变得便宜，问题的重心将从经济转向法律、碎片和夜空；如果不能，太空仍将只是处理卫星自身数据的地方，而不是训练模型的地方。 ¶ cz23wcycx

信号

参见

算力出口管制AI 与职业AI 递归自我改进大语言模型

参考资料

  1. Exploring a space-based, scalable AI infrastructure system design — Google Research, 04.11.2025. research.google ↩ ↩2 ↩3

  2. How Starcloud Is Bringing Data Centers to Outer Space — NVIDIA, 15.10.2025. blogs.nvidia.com ↩

  3. ‘Greetings, earthlings’: Nvidia-backed Starcloud trains first AI model in space as orbital data center race heats up — CNBC, 10.12.2025. cnbc.com ↩ ↩2

  4. Space Bureau Accepts for Filing SpaceX’s Application for Orbital Data Centers (DA 26-113) — FCC, 04.02.2026. docs.fcc.gov ↩ ↩2

  5. SpaceX Prospectus (424B4) — SEC, 11.06.2026. sec.gov ↩ ↩2

  6. Blue Origin also wants to put AI data centers in space — Engadget, 20.03.2026. engadget.com ↩

  7. Thales Alenia Space reveals results of ASCEND feasibility study on space data centers — Thales Alenia Space, 27.06.2024. thalesaleniaspace.com ↩

  8. Why we should train AI in space — Lumen Orbit (Starcloud), 09.2024. starcloud.com ↩ ↩2

  9. China launches space computing satellite constellation — Xinhua / China Daily, 15.05.2025. chinadaily.com.cn ↩

  10. Data centres in space? Jeff Bezos thinks it’s possible — Reuters, 03.10.2025. tech.yahoo.com ↩

  11. Starcloud-1 — Starcloud. starcloud.com ↩

  12. xAI joins SpaceX to Accelerate Humanity’s Future — SpaceX, 02.02.2026. spacex.com ↩

  13. Public Notice Report No. SAT-01982: Applications Accepted for Filing — FCC, 13.03.2026. docs.fcc.gov ↩

  14. NVIDIA Launches Space Computing, Rocketing AI Into Orbit — NVIDIA, 16.03.2026. investor.nvidia.com ↩

  15. Kepler Deploys First Space-Based, Scalable Cloud Infrastructure Powered by NVIDIA — Kepler, 16.03.2026. kepler.space ↩

  16. Google launches Project Suncatcher, a step towards AI data centers in space — NPR, 01.10.2026. kuow.org ↩

  17. Google’s proposed data center in orbit will face issues with space debris in an already crowded orbit — Space.com (The Conversation), 25.12.2025. space.com ↩ ↩2

  18. Why Orbital Data Centers Are Harder Than Silicon Valley Thinks — IEEE Spectrum, 11.06.2026. spectrum.ieee.org ↩ ↩2

  19. Towards a future space-based, highly scalable AI infrastructure system design — arXiv, 22.11.2025. arxiv.org ↩ ↩2

  20. Economics of Orbital vs Terrestrial Data Centers — Andrew McCalip, 12.2025. andrewmccalip.com ↩

  21. S. G. Turyshev. Orbital Data Centers: Spacecraft Constraints and Economic Viability — arXiv, 29.04.2026. arxiv.org ↩

  22. What if AI data centres were put in space? — European Parliamentary Research Service, 08.04.2026. epthinktank.eu ↩ ↩2

  23. DOE Releases New Report Evaluating Increase in Electricity Demand from Data Centers — U.S. Department of Energy, 20.12.2024. energy.gov ↩

  24. AI is set to drive surging electricity demand from data centres while offering the potential to transform how the energy sector works — IEA, 10.04.2025. iea.org ↩

  25. Q2 2026: Data Center Watch Report — Data Center Watch, 2026. datacenterwatch.org ↩

  26. 吉姆·查诺斯 — X 帖子，18.02.2026. x.com ↩

  27. Orbital Datacentres Won’t Serve Terrestrial Needs… is “Peak Insanity”: Gartner — CXOToday, 25.02.2026. cxotoday.com ↩

  28. Science & Tech Spotlight: Data Centers in Space (GAO-26-109012) — GAO, 28.04.2026. gao.gov ↩

  29. The Llama 3 Herd of Models — arXiv, 31.07.2024. arxiv.org ↩

  30. SpaceX and Reflect Orbital plans would ‘permanently scar’ night sky — Royal Astronomical Society, 16.03.2026. ras.ac.uk ↩

  31. Dirty Bits in Low-Earth Orbit: The Carbon Footprint of Launching Computers — ACM SIGEnergy Energy Informatics Review, 07.2025. doi.org ↩

  32. China demonstrates AI computing power in outer space with satellite network breakthrough — Xinhua, 14.02.2026. ehangzhou.gov.cn ↩

  33. Space-AI computing solutions paving way for faster smart tech development — China Daily, 29.07.2026. ehangzhou.gov.cn ↩

  34. Starcloud Adds $250M to Series A at a $2.3B Valuation — Via Satellite, 21.08.2026. satellitetoday.com ↩

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