近日，晨昏軌道巨型算力衛(wèi)星星座項目承建單位北京軌道辰光科技有限公司（以下簡稱“軌道辰光”）宣布完成了首輪及加輪總計1.4億元人民幣的融資，投資方包括上市公司順灝股份及聯(lián)想創(chuàng)投。資金將用于晨昏軌道巨型算力星座的關鍵技術研發(fā)、試驗星發(fā)射及組網(wǎng)運行等。

軌道辰光作為北京星辰未來空間技術研究院（以下簡稱“北京星空院”）首個孵化落地的產業(yè)項目，核心任務是在地球晨昏軌道發(fā)射部署算力衛(wèi)星，組成太空數(shù)據(jù)中心，利用7*24小時不間斷和無大氣遮擋的空間太陽能和宇宙極寒背景輻射的散熱條件發(fā)展空間智能，致力于為全球用戶提供天基算力服務，實現(xiàn)“天數(shù)天算”和“地數(shù)天算”。北京星空院及軌道辰光公司通過市場化的融資手段，建設重大空間基礎設施，助力商業(yè)航天和人工智能發(fā)展。

近年來，隨著商業(yè)航天和人工智能的快速發(fā)展，傳統(tǒng)衛(wèi)星僅作為傳感器或通信鏈路的定位將在未來產生巨大的變化，商業(yè)航天對太空算力提出了越來越大且迫切的需求，此類需求主要可以概括為天數(shù)天算和地數(shù)天算。天數(shù)天算方面，目前在許多衛(wèi)星遙感的應用場景下，如高精度氣象、金融交易、應急救災救援等，天數(shù)天算能夠發(fā)揮巨大作用，通過太空數(shù)據(jù)中心這個信息匯集和計算的關鍵節(jié)點，用戶可以直接獲取各類遙感（可見光、紅外、高光譜等不同類型）數(shù)據(jù)的快速融合處理結果，從而支持各類高時效性需求的應用場景。在地數(shù)天算方面，目前全球規(guī)模最大的算力中心大約擁有10萬張GPU卡（總功率約100MW）。受限于AI算力集群對通信延遲的苛刻要求，算力中心的部署距離需要控制在千米量級才能保證計算效率。如果將算力中心規(guī)模提升至100萬張GPU卡（總功率約1GW），用電負荷密度將超過250MW/km2，達到《城市電力規(guī)劃規(guī)范》A類供電區(qū)域負荷密度的500倍，普通電網(wǎng)難以承受。另一方面，該算力中心的局部熱流密度將超過250W/m2，需要進行大面積擴熱，并采取水汽蒸發(fā)等降溫措施，工程實施難度極大，水資源浪費嚴重，且容易引發(fā)嚴重的熱島效應。

針對上述現(xiàn)實情況，各國紛紛開始考慮將計算中心搬到太空：如在美國，英偉達參與投資了Starcloud公司（曾用名LumenOrbit），目標就是要在太空中建設超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，該公司計劃構建一個5公里×4公里的巨大太陽能電池陣列，在太空建成5GW功率軌道數(shù)據(jù)中心。OpenAI也在技術發(fā)布會上展示了在太空建設1GW數(shù)據(jù)中心的案例；在歐洲，歐盟資助的ASCEND“歐洲凈零排放和數(shù)據(jù)主權的先進太空云”項目也已開始探索和嘗試在晨昏軌道建設數(shù)據(jù)中心。

在太空構建算力中心，相對于地面雖有諸多優(yōu)勢和應用需求，但同樣面臨不小的挑戰(zhàn)。如太空數(shù)據(jù)中心運行的空間環(huán)境中，存在著大量的高能粒子和宇宙射線，可能引起星上電子元器件性能退化或功能異常；此外，近地軌道空間長期處于較惡劣的溫度環(huán)境中，如向陽面可能達到150度以上高溫，而背陽面可達到零下200多度以下低溫，太空數(shù)據(jù)中心如何在如此高或低的溫度下保持正常工作，對其中的電子元器件可靠性、板卡或整機的散熱能力等提出了較高的要求；不同于地面，傳統(tǒng)星上環(huán)境的特點是可提供的功率有限、平臺體積有限、能承載的質量有限等，基于星上運行環(huán)境的太空數(shù)據(jù)中心需要在有限的資源供應下盡可能提供較大的可靠算力。

算力衛(wèi)星星座示意圖

為解決上述問題，軌道辰光公司及其依托單位北京星空院在北京市科委、中關村管委會的支持下，已布局開展了大量關鍵技術研發(fā)，如通過新型砷化鎵太陽能電池等產品的研發(fā)，可將整星功率密度相較傳統(tǒng)衛(wèi)星顯著提高；在散熱方面，團隊通過新型輻冷板的設計與雙相流體回路，確保算力衛(wèi)星在用電功率大、熱流密度高，且衛(wèi)星無大氣對流條件等情況下，將產生的熱量及時輻射到空間環(huán)境中。此外，團隊還在天地海量數(shù)據(jù)傳輸技術、高比沖推進技術、空間環(huán)境防護技術、空間大尺度平板展開技術等方面開展了大量技術攻關并取得階段性成果。

據(jù)悉，軌道辰光首顆算力試驗星已經(jīng)投產，并預計將于今年年底左右發(fā)射入軌，通過在晨昏軌道建設算力星座，將有效解決地面算力中心建設制約問題，構筑兼具性能、環(huán)保以及成本優(yōu)勢的強大算力基礎設施，為我國乃至全球用戶提供強大的算力支持，并為我國實現(xiàn)航天強國的目標做出應有的貢獻。