【文/观察者网专栏作者 白玉京】

当马斯克推动SpaceX收购xAI，并提出“太空可能成为生成式AI算力成本最低的地方”时，很多人还没意识到新一轮太空竞赛的发令枪已经打响。

几乎在同一时间，SpaceX向美国联邦通信委员会申请部署数量高达100万颗的低轨卫星网络，这一动作更像是在为某种超出现有通信需求的体系提前占位。两件事放在一起看，很难再把它们理解为彼此孤立的商业决策。

过去几年，人工智能竞争常被简化为芯片性能和模型规模的比拼，但随着训练和推理规模持续放大，电力消耗、散热能力以及数据中心扩容，正逐渐成为算力增长的现实瓶颈。

在这样的背景下，把算力与通信系统一并推向太空，不再只是科幻式设想，而是一种围绕能源条件、系统结构和长期成本的现实选择。太空算力真正要回答的，远不只是芯片性能问题，而是能源从哪里来、系统能否闭环，以及是否具备工程可行性。

如果说在低轨巨型互联网星座上，中国更多是在追赶别人已经跑通的路径，那么在“天算”这个尚未定型的新赛道上，至少仍然存在提前进入、参与定义的空间。“天算”未必会变成第二个星链，但一旦系统形态和运行规则被率先确立，后来者再想进场，成本就会明显提高。这也正是当前重新审视太空算力问题的现实意义所在。

中国对于“天算”早有布局。2025年5月，中国一箭12星发射成功全球首个“天算”星座。

太空算力问题的核心是能源

在讨论“太空算力”这一未来系统性能力之前，必须明确一点：从第一性原理上看，算力不是问题的核心，能源才是。任何算力设施——无论是在地面数据中心，还是在轨道星座——最终都要回到一个最基本的物理约束：从哪里获取电力？如何满足供给？以及如何处理由此带来的散热问题？没有足够而稳定的电能支撑，再先进的处理器和算法也难以发挥实际价值。

从全球最大的两个经济体来看，这一底层约束的差异十分明显。中国在电力供给侧已经形成了显著的规模与体系优势。2025年，中国全社会用电量预计首次突破10万亿千瓦时，这是全球少数经济体中唯一长期运行在如此高电力规模上的案例。更重要的是，这一庞大的电力需求并非依赖单一能源支撑，而是建立在具备较强调度能力的综合能源体系之上：传统火电和水电提供稳定底座，核电、风电和光伏等增量能源持续扩展，为高强度用电负荷预留了现实空间。

这种结构性变化正在进一步深化。按照既有趋势，2026年中国太阳能发电量有望首次超过煤电。这不仅是能源结构的统计变化，还意味着电力系统正从“单一基础负载”向“多源并行、灵活调度”的形态转变。这种体系特征，对未来大规模算力部署，乃至在轨算力节点的长期运行，都构成了重要的基础条件。

与之对照，美国在芯片设计和数据中心技术上具备一定优势，但在能源供给侧面临更为紧张的约束。一方面，其电力扩容高度依赖市场化节奏，新装机和电网建设周期较长；另一方面，AI训练和推理需求的快速增长，正在对电力系统形成非常规拉力。在电力扩容、既有电网调度和环境政策之间寻求平衡，本身就提高了短期内支撑高强度算力负荷的难度。

美媒称，美国老化的电网将无法应对人工智能日益增加的负荷 图源：《华盛顿邮报》

因此，将“太空算力”简单理解为芯片竞赛或AI对抗，容易偏离问题本质。在人工智能快速扩张的背景下，能源约束对不同国家形成的压力并不对称。对美国而言，算力需求的增长将更早、更直接地撞上电力供给与基础设施扩容的瓶颈，这使其在探索“天算”等替代路径时具备更强的现实紧迫性，更像是一种被能源压力倒逼的选择。

但这并不意味着中国可以因此放缓节奏。正因为中国在能源供给与系统调度层面具备相对扎实的基础，才更有条件在压力尚未集中显现之前，提前布局“天算”体系。对中国而言，天算未必是应急之举，却可能是一次更从容的战略前置。

太空算力真正难在哪？

如果说能源决定了急不急着搞太空算力，那么散热和数据吞吐，决定的就是它能不能规模化、能不能真正发挥价值。这两个问题，都不是芯片性能提升能够单独解决的。

先看散热。

地面数据中心可以依赖空调、冷却水，甚至浸没式液冷，把热量高效转移走；海上平台还能把大海当作天然热沉。但在太空环境中，既没有空气，也没有水，算力设备产生的热量，最终几乎只能通过辐射的方式向深空释放。这带来一个非常直接的工程约束：

算力越集中、功耗越高，对应的散热器就必须越大，且必须长期稳定展开、对准深空工作。

在现有航天工程中，这一问题的主流解法并不神秘。包括NASA、JAXA在内的航天机构，长期采用的是回路热管（LoopHeatPipe）+大面积散热器的组合：先用两相流工质把热从算力单元“搬运”到远端，再通过辐射把热量释放出去。这套方案可靠性高，但代价同样明显——散热系统本身会迅速膨胀为平台级负载，占用大量面积、质量和姿态控制资源，反过来限制单星可承载的算力密度。因此，太空算力并不是打个芯片上天就完事，而是一个热控、电源、结构和姿态高度耦合的系统工程。

再看数据吞吐与通信。

一旦算力上天，就不可避免地产生持续、大规模的数据流：原始观测数据、在轨预处理结果、模型参数更新、任务指令与回传信息等。这对通信系统提出的要求，已经明显超出传统“几颗大卫星+地面站”的架构能力。

重型高轨卫星虽然单星昂贵、寿命长，但时延高、并发能力有限，难以支撑高频交互式算力任务；重型单星的链路更偏“点对点”，缺乏网络弹性。工程上更现实的路径，是低轨、大规模、星座化部署：

通过成百上千、甚至更多节点，配合星间激光链路，形成网状结构，把算力节点真正“连成一张网”。这也是为什么，讨论太空算力，最终都会走向“类星链”的体系形态，而不是传统高价值单星模式。

不是多插几块太阳能板这么简单

在讨论太空算力时，一个常见误解是：既然卫星本来就依靠太阳能供电，那无非是把太阳能板做大一些，就能支撑算力上天。这个判断在小规模、节点级算力上大体成立，但一旦把目标放到网络化“天算”，问题的性质就会发生变化。算力负载一旦从几十千瓦迈向兆瓦级，能源就不再是设备层面的配置问题，而会迅速演变为体系级约束。

在工程上，围绕这一约束，逐渐分化出两条不同的解决思路。

第一条是分散式路径。它并不追求单点的大功率供能，而是把发电、算力和散热做成大量自洽的低轨节点，通过星间链路协同工作。每个节点的功率水平有限，但通过数量叠加，形成可观的总体算力规模。

这一思路与低轨通信星座高度同源，也是当前学界在“天基边缘计算”“分布式卫星计算网络”等方向上重点讨论的架构。它的优势在于部署渐进、容错性强，适合在轨预处理、推理与数据筛选等任务；代价则是并发计算能力受制于星间链路、时延抖动与调度复杂度，很难直接对标地面数据中心。

第二条是集约式路径。其核心不是把算力摊薄，而是把能源和算力集中起来，形成少量高功率的轨道级节点，作为“天算”网络的基础设施。

美国商业航天公司Axiom Space已抢先一步，于2026年1月11日发射了2个轨道数据中心（ODC），正是这一思路的工程化尝试：先在空间站环境中部署算力与数据处理设备，承担在轨预处理和中继任务，再逐步评估规模扩展的可行性。

进一步看，这一路线很可能发展出类似国际空间站的模块化太空算力中心：通过多舱段组合，逐步集成算力载荷、散热系统与能源单元；具备足够的结构承载能力和长期在轨运行能力，并能够持续扩展发电与热控条件，从而为兆瓦级高功耗算力载荷提供稳定支撑。

综合来看，这两条路径并非非此即彼。更现实的前景，很可能是以分散式星座承载大部分在轨算力任务，同时辅以少量集约式节点作为处理与中继中心。这也意味着，太空能源问题不会通过单一技术突破被解决，而是随着算力规模的抬升，被一步步推到系统工程层面。

为什么迫切需要“天算”？

如果进一步追问，究竟是哪些需求在当下这个时间点迫切需要“天算”，就会发现，这并不是一个要不要提前布局的问题，而是算力的爆炸速度突破人类的想象，一些系统已经开始触碰到“地算”能力边界的现实结果。

首先出现压力的，是需要在太空端形成快速闭环的复杂系统。

当今大型星座动辄百颗、千颗、万颗起步，随着星座规模持续扩大，卫星数量和网络拓扑的复杂度不断抬升，编队调整、避碰决策、链路重构等操作的决策频率，正在逼近甚至超过通信稳定性所能承受的水平。在这种情况下，如果仍然把判断完全放在地面，通过回传—处理—下发的方式完成控制，系统反应速度和可靠性都会明显下降。算力被前推到轨道端，并不是为了追求更强的计算能力，而是为了让系统在通信受限、干扰增强或环境突变时，仍然能够自主运行。

第二类需求，来自数据体系本身的变化。

无论是太空遥感、监视还是持续对地观测，原始数据规模的增长速度，已经快于通信能力的扩展速度。真正有价值的信息，往往只占原始数据中的一小部分。如果继续坚持“原样回传、地面处理”，通信链路就会成为系统扩展的硬约束。于是，在轨进行目标识别、变化检测和数据筛选，把算过的信息而非未经处理的数据送回地面，开始成为一种必要选择。这一变化的本质，是算力开始承担通信减负的角色。

更具决定性的，是长周期、低人类介入的自治系统需求正在快速逼近。

随着人工智能从辅助分析工具，逐步演化为系统运行逻辑的一部分，越来越多的系统被设计为在较长时间内脱离人类实时干预运行，比如地面的无人矿场、无人工厂，太空的卫星星座等等。这类系统依赖稳定的判断能力，而不是频繁的“人在回路”。当地面算力所依赖的连续通信和人类运维节奏不再可靠时，把部分计算能力嵌入天基体系，几乎成为唯一可行的工程路径。

在所有场景中，对“天算”依赖最显而易见的，是“太空挖矿”和太空机器人劳动。一旦工程活动从地球延伸到月面或小行星，通信时延、窗口不连续和人类无法实时接管这三个条件同时成立。如果算力仍然完全依赖地面，系统将无法形成有效闭环。在这里，“天算”不再是效率提升手段，而是工程活动得以展开的前置条件。

从这些需求出发，“天算”并不是地算的替代，而是算力体系在向太空延伸过程中自然形成的一层，两者相互配合、分工明确，正如星链并未试图取代地面的移动通信蜂窝网络，而是构建其无法覆盖的能力边界。当判断开始前移、信息需要在源头被提炼、系统必须在远离人类社会的环境中长期运行时，算力的位置本身就已经被重新定义。“天算”的迫切性，也正是在这一刻从概念判断转化为工程现实，这也是英伟达、亚马逊、蓝色起源等巨头相继入场，并与 SpaceX 形成合力的根本原因。

从英伟达到蓝色起源，巨头纷纷进入“天算”的战场。

结语

2026年，对中国航天而言注定具有历史性意义。无论是围绕登月目标展开的重型火箭与新一代飞船任务，还是国家队与民商队集体冲刺可复用火箭，中国正在一边弥补差距，一边向现实能力发起正面冲击。但在低头赶路的同时，也需要抬头看看更远的方向——前方并非终点，而是尚未定型的星海。

美国已经跑通了以通信为核心的星链体系，并在此基础上开始向“天算”延伸。马斯克表示，“随着星舰的问世，大规模部署太阳能人工智能卫星的道路终于得以开辟。这也是我所认为的，唯一一条能够实现每年1太瓦（1TW）人工智能算力部署的路径。”

SpaceX申请100万颗“天算”卫星已有下文，美国联邦通信委员会主席布伦丹·卡尔亲自公示并引用了申请，“该系统将作为迈向卡尔达舍夫二世Ⅱ型文明的第一步”——引用本身也是一种鲜明的态度，Ⅱ型文明更是在叩响未来的大门。

FCC主席布伦丹·卡尔引用了“Ⅱ型文明”

对中国而言，“天算”未必是迫在眉睫的现实需求，却很可能是一个不容反复错过的战略节点。