□四川日报全媒体记者 宁宁
刚刚过去的第二届“一带一路”科技交流大会上,成都国星宇航科技股份有限公司(下称国星宇航)展出的太空计算卫星模型,吸引了不少参观者。此前,“真身”太空计算星座021任务12颗卫星在酒泉卫星发射中心成功发射升空,卫星进入预定轨道后,成为全球首个太空计算星座。
此举把人工智能送上太空,拉开了“太空计算时代”巨幕。
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AI计算星座:形成“太空智能中枢”
过去,太空中只有通信、导航、遥感三种卫星。现在,计算卫星被定义为第四种卫星。以后,计算卫星会成为前三种卫星的基础,再通过卫星间的互联互通,形成一个新的网络体系,也就是计算星座。
我们为何需要延伸太空的计算能力,为何需要计算卫星?
这不得不提到国星宇航本次一轨12颗卫星的另一角色——承担了自身“星算”计划的首发星座。“该计划的提出正是为了破解在轨卫星数量快速增长带来的算力挑战。”业内人士说。
放眼全球,巨型星座组网正在成为全球航天发展趋势。然而,随着卫星对地观测的分辨率越来越高,数据量不断增大,将数据全部送至地面再进行处理,不仅传输量大,数据应用的及时性也会受到影响,因此太空计算应运而生。把算力送上天,相当于用天上的卫星替代地上的电脑,形成“太空智能中枢”。
“就本次任务来说,是要实现特定场景由‘天数地算’向‘天数天算’转变。”国星宇航相关负责人说。
此外,所谓AI的尽头是算力,算力的尽头是电力。业内人士说,太空计算利用太阳能,长期运营还能优化成本。
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AI卫星“黑科技”:构建天地一体化算力网
茫茫太空中遨游,卫星如何实现“天数天算”?答案是提高卫星的算力。其中的关键是,提升星上决策和运行系统能力,也可以把这一能力形象地理解为给卫星穿的“外挂”——
首先要实现“算力上天、在轨组网、模型上天”。本次12颗计算卫星通过采用智能网联卫星平台、配套AI载荷、搭载星载智能计算机等太空计算软硬件和天基模型来实现。“我们还通过地面模拟和在轨测试,不断优化AI模型性能,确保其在太空环境中的准确性和可靠性。”
其次要增强首发星座在轨计算能力。每颗卫星均搭载星载智算系统、星间通信系统,具备太空计算、太空互联能力。国星宇航相关负责人进一步解释,这些卫星还像互联网将不同电脑连接在一起一样,实现卫星间的互联互通,通过高速激光通信,星间通信速率最高可达100Gbps。
计算、互联之外,卫星同步配置对地遥感载荷——
从时间维度来说,借助星载计算能力,能将卫星数据处理响应时间从传统以周或天为单位提升到秒级,探索验证“天数天算”;
从空间维度来说,能对卫星数据进行从二维到三维的在轨实时处理,为应急安全、低空经济、具身智能、游戏文旅等行业提供卫星三维数字孪生数据和应用服务。
面向未来,“星算”计划总体规划是将2800颗算力卫星组网,并与地面算力中心互联互通,构建未来天地一体化算力网络。