地数日算：太空计算星座来了

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转移：行星防御和利用

陈光完成北京星空院路轨首轮融资 建设太空算率基础设施

近日，北京轨道辰光科技有限公司(以下简称“轨道辰光”)宣布，晨昏路轨巨型算率卫星星座项目承建单位完成首轮及加轮总计。 1.4 1亿元融资，投资者包括上市公司顺浩股份和联想风险投资。资金将用于R&D关键技术、实验星发射和晨昏路轨巨型算率星座的组网运营。

作为北京星辰未来空间技术研究所(以下简称“北京星空研究所”)首个孵化落地产业项目，路轨辰光的核心任务是在地球晨昏路轨上发射一颗计算率卫星，形成一个太空数据中心，并应用它。 7*24 太阳能和宇宙极寒背景辐射的散热条件发展空间智能，小时不间断，无空气遮挡，致力于为全球客户提供天基算率服务，实现“天数天算”和“地数日算”。通过市场化融资手段，北京星空院及路轨辰光公司建设重大空间基础设施，助力商业航天及人工智能的发展。

近年来，随着商业航天和人工智能的快速发展，未来传统卫星仅作为传感器或通信链路的定位将发生巨大变化。商业航天对太空计算率的需求越来越大，也越来越迫切。这种需求主要可以概括为天数和地数。在天数计算方面，目前在高精度气候、金融投资、应急救援等多种卫星遥感的使用场景中，天数计算可以发挥关键作用。通过太空数据中心这个信息收集和计算的关键节点，用户可以直接获得各种遥感数据的快速结合处理结果(可见光、红外线、高光谱等不同类型)，从而支持各种高时效性需求的使用场景。就地数日算而言，目前世界上最大的计算能力中心可能拥有 10 万张 GPU 卡片(总功率约为 100MW）。受制于 AI 计算集群对通信延迟的严格要求，计算中心的部署距离必须控制在千米以上才能保证计算效率。若将计算力中心的规模提高到计算能力中心 100 万张 GPU 卡片(总功率约为 用电密度将超过1GW) 达到“城市电力规划规范”的250MW/km2A 类供电区域的负荷密度 500 倍，普通电网无法承受。另外一方面，计算力中心的局部热流密度将超过 250W/m2，需要进行大规模扩热，并制定水蒸气蒸发等冷却措施，工程实施难度极大，水资源浪费严重，且易引起严重的热岛效应。

针对上述现实，各国开始考虑将计算中心搬到太空:例如，在美国，英伟达参与了投资。 Starcloud 公司(曾名称) LumenOrbit），目标是在太空中建立一个超大规模的数据中心，该公司计划建立一个 5 公里 × 4 巨大的太阳能电池阵型公里，在太空建成 5GW 功率轨道数据中心。OpenAI 还在技术发布会上展示了太空建设 1GW 在欧洲，欧盟资助的数据中心案例； ASCEND “欧洲净零排放和数据主权的先进太空云”项目也开始在晨昏路轨上探索和尝试建设数据中心。

与路面相比，在太空构建计算力中心有许多优点和应用需求，但同样面临着不小的挑战。比如太空数据中心运行的空间环境中，有大量的高能粒子和宇宙射线，可能会导致星上电子元件性能下降或功能障碍；此外，近地轨道空间长期处于极端的温度环境中，例如，它可以在阳光充足的表面实现。 150 度左右高温，而背阳面可达零下 200 太空数据中心如何在如此高或低的温度下保持正常工作，对电子元器件的可靠性、板卡或整机的散热能力提出了更高的要求；与路面不同，传统星上环境的特点是功率有限、平台体积有限、承载能力有限等。基于星上运行环境的太空数据中心需要在有限的资源供应下尽可能提供更大的可靠性。

计算卫星星座的示意图

为了解决上述问题，在北京市科委、中关村管委会的支持下，路轨辰光公司及其依托单位北京星空学院布局开展了大量关键技术研发。例如，通过新型砷化邈太阳能电池的研发，整颗星的功率密度可以比传统卫星显著提高。在散热方面，团队通过新型辐射冷却板的设计和双相液体电路，确保计算率卫星具有高功率和高热流密度。而且卫星在没有大气对流条件的情况下，会及时向室内环境辐射热量。此外，该团队在天地海量数据传输技术、高比冲推广技术、室内环境保护技术、空间大规模平板技术等方面进行了大量技术研究，取得了阶段性成果。

据悉，路轨辰光首颗计算率实验星已投产，预计今年年底将发射入轨。通过在晨昏轨道上建设计算率星座，将有效解决路面计算能力中心建设的制约问题，构建兼顾性能、环保、成本优势的强大计算能力基础设施，为中国乃至世界客户提供强大的计算能力支持，为中国实现航天强国目标做出应有的贡献。

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