作為互聯(lián)網(wǎng)、云計算與人工智能（AI）的底層基座，數(shù)據(jù)中心正伴隨技術(shù)的狂飆突進而在全球多處“拔地而起”。然而，其占地廣、能耗大、耗水多的特性也引發(fā)廣泛爭議，日漸成為輿論焦點。

英國《自然》網(wǎng)站在近日的報道中指出，當(dāng)業(yè)界仍為地面數(shù)據(jù)中心的能耗、占地與散熱難題焦頭爛額之際，包括美國初創(chuàng)企業(yè)“星云”和埃隆·馬斯克旗下SpaceX等科技先鋒，已將目光投向浩瀚宇宙。他們計劃將數(shù)據(jù)中心送入軌道，希望借太空的天然優(yōu)勢重塑算力基礎(chǔ)設(shè)施。然而，這條“向天而行”之路并非坦途，諸多挑戰(zhàn)正待跨越。

太空數(shù)據(jù)中心備受青睞

大型AI數(shù)據(jù)中心在地球上遭遇的阻力日益增大。據(jù)Data Center Watch統(tǒng)計，過去兩年間，受社區(qū)居民與環(huán)保團體反對，全美價值180億美元的相關(guān)項目被叫停，另有460億美元項目被迫延期。

在此背景下，“軌道數(shù)據(jù)中心”的概念備受關(guān)注。在軌道上部署數(shù)據(jù)中心以賦能AI的實質(zhì)性推進始于2024年9月。彼時，“星云”公司工程師發(fā)布白皮書，斷言軌道數(shù)據(jù)中心“在技術(shù)與經(jīng)濟上均已具備可行性，是充分釋放AI潛力的必由之路”。

2025年11月，“星云”公司發(fā)射全球首顆搭載英偉達H100 GPU的衛(wèi)星，其算力較以往任何太空計算機躍升百倍。此舉標(biāo)志著太空數(shù)據(jù)中心正式從科幻藍圖邁入工程現(xiàn)實。

該公司設(shè)想構(gòu)建大規(guī)模軌道算力集群，以突破地面計算的能源與物理瓶頸。按其規(guī)劃，太空數(shù)據(jù)中心將坐擁三大天然優(yōu)勢：取之不盡的太陽能供電、向深空輻射散熱的被動冷卻機制，以及零淡水消耗的運行模式。此舉不僅能大幅壓降運營成本，更可為地球電網(wǎng)與水資源減負。歐盟委員會相關(guān)研究也證實，軌道數(shù)據(jù)中心有望顯著削減溫室氣體排放，并徹底告別冷卻用水依賴。

與此同時，科技巨頭谷歌啟動了“太陽捕手”太空計算項目，致力于在軌道上搭建可擴展的AI算力系統(tǒng)，為下一代機器學(xué)習(xí)蓄勢。谷歌計劃于距地650公里的太陽同步軌道部署81顆搭載自研TPU芯片的衛(wèi)星，依托太陽能供電與自由空間光通信織就天基算力網(wǎng)，從而巧妙繞開地面項目的審批瓶頸與能耗掣肘。

真正引爆行業(yè)熱情的，是今年1月的達沃斯世界經(jīng)濟論壇。馬斯克在會上斷言：太空將是部署AI成本最低的場所，這一愿景兩至三年內(nèi)即可照進現(xiàn)實。隨后，SpaceX宣布擬發(fā)射百萬顆衛(wèi)星以構(gòu)建軌道數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。相較于目前近地軌道約1.5萬顆衛(wèi)星的存量，此番手筆令人咋舌。美國喬治城大學(xué)學(xué)者凱瑟琳·柯利透露，該領(lǐng)域的關(guān)注度由此呈指數(shù)級飆升。

與此同時，杰夫·貝索斯旗下的藍色起源公司，也正式提交了自身的衛(wèi)星星座規(guī)劃。

今年3月，美國政府出臺《保護納稅人承諾》計劃，為天基數(shù)據(jù)中心建設(shè)再添一把火。OpenAI與馬斯克的xAI等企業(yè)紛紛簽署承諾，明確將自行承建相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施或包攬全部用電成本，不讓納稅人為此買單。

諸多挑戰(zhàn)有待破解

要實現(xiàn)上述宏圖，尚需跨越數(shù)道工程與技術(shù)鴻溝。

首當(dāng)其沖的是散熱難題。盡管太空背景溫度極低，但近乎真空的環(huán)境使熱對流與傳導(dǎo)幾乎失效，AI芯片產(chǎn)生的海量熱量難以自然逸散。美國賓夕法尼亞大學(xué)機械工程師伊戈爾·巴爾加汀認為，雖然可沿用國際空間站上配備的散熱器等現(xiàn)有散熱方案，但此類設(shè)備極其笨重，導(dǎo)致發(fā)射成本高昂，并不適用于軌道數(shù)據(jù)中心。

惡劣的太空輻射對AI芯片的影響也成為建設(shè)天基數(shù)據(jù)中心的“攔路虎”?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)家肯尼斯·梅警告，高能質(zhì)子與粒子流持續(xù)轟擊芯片，極易引發(fā)數(shù)據(jù)損壞或硬件故障。盡管谷歌在去年的白皮書中宣稱，其自研的Trillium芯片在質(zhì)子束測試中表現(xiàn)穩(wěn)定，但巴爾加汀坦言，商用AI芯片究竟能承受何種量級的輻射，仍是懸而未決的難題。

巴爾加汀補充道，隨著發(fā)射數(shù)量的增加，太空交通管理將持續(xù)承壓。若低軌衛(wèi)星數(shù)量激增百倍，它們彼此碰撞的概率將呈指數(shù)級攀升。碰撞導(dǎo)致的連鎖反應(yīng)或?qū)?dǎo)致部分寶貴軌道淪為無法利用的“廢區(qū)”。

科學(xué)界也擔(dān)心日益密集的衛(wèi)星星座已對天文觀測造成嚴重光污染。英國皇家天文學(xué)會數(shù)據(jù)顯示，若SpaceX的計劃全面實施，位于智利的甚大望遠鏡拍攝的圖像中，將有約10%的視場因衛(wèi)星軌跡干擾而作廢。

照進現(xiàn)實尚待時日

盡管面臨重重困難，但不少先行者已率先將AI模型送入軌道。

“星云”公司的衛(wèi)星入軌后，已開展多項演示任務(wù)，包括運行谷歌“雙子座”模型、執(zhí)行模型微調(diào)及在軌訓(xùn)練，以實測高性能計算在太空環(huán)境下的表現(xiàn)。

監(jiān)管層面正快速響應(yīng)。美國聯(lián)邦通信委員會已接收SpaceX的衛(wèi)星提案并公開征求意見。據(jù)美國太空新聞網(wǎng)站報道，3月底，馬斯克首次披露了SpaceX軌道數(shù)據(jù)中心的技術(shù)細節(jié)，公開了配備大型散熱器的“AI Sat Mini”衛(wèi)星概念圖。

然而，商業(yè)化之路仍布滿荊棘。路透社近日援引SpaceX招股文件指出，其“軌道AI計算”計劃仍高度依賴尚未驗證的技術(shù)，短期內(nèi)恐難實現(xiàn)商業(yè)可行性。

業(yè)界普遍認為，軌道數(shù)據(jù)中心從概念走向普及，可能需要很長時間。巴爾加汀樂觀估計，五年或是最理想的突破期；柯利則持審慎態(tài)度，認為至少需10至15年，乃至20年，天基算力方能達到今日地面數(shù)據(jù)中心的成熟度與普及率。