在太空中建造數據中心，這個曾經只存在于科幻小說中的概念，如今正逐步走向現實。
繼我國在上月成功發射全球首個“太空計算星座”后，美國初創公司Starcloud計劃在今年8月將一顆冰箱大小衛星送入太空，這將是第一顆搭載英偉達H100芯片的衛星。
從地球到軌道：數據中心需求激增
隨著AI技術的爆炸式發展，數據中心對電力的需求正以前所未有的速度增長。根據美國能源部的報告，預計到2028年，美國數據中心的用電量將從2023年的4.4%上升至12%。
隨著全球對碳排放的關注度提升，電力成本上漲，以及AI模型算力需求曲線的陡升，傳統能源模式已顯疲態。微軟、亞馬遜、谷歌和Meta正加大對核能、地熱等新型清潔能源的投入，力圖滿足未來數據中心的電力需求。然而，即便如此，能源瓶頸依舊難解。
當地球難以承受指數級算力需求時，越來越多的公司和投資者把目光投向了更高處——36000公里之外的軌道空間。軌道上的太陽能可以全天候、不間斷供應，理論上可以徹底擺脫地面能源系統對化石燃料的依賴。
雖然前文提到的Starcloud公司計劃在今年8月發射的軌道數據中心的耗電量僅為1千瓦，計算能力遠遠低于地面的巨型數據中心，僅能運行谷歌Gemini或OpenAI GPT的簡化版本。但據介紹，它仍將成為軌道上最強大的計算機，其性能是現有國際空間站和其他衛星計算能力的100倍。
Starcloud的目標在太空中建設首個千兆瓦級別的數據中心，由4平方千米的大型太陽能電池陣供電，托架上裝滿AI芯片。該數據中心將使用激光與現有的衛星互聯網星座（如SpaceX的Starlink和亞馬遜的Kuiper）進行通信，這些星座將與地球之間傳輸數據。
Starcloud已獲得Y Combinator孵化器2100萬美元投資，并計劃通過分階段發射，逐步實現這一目標。
Starcloud創始人菲利普·約翰斯頓還透露，已與軟銀等潛在大額投資方展開洽談，未來將尋求進一步融資以實現5千兆瓦級軌道數據中心目標。他坦言，若能獲得無限資源，該目標在5年內可實現。
另一家美國新興商業空間站開發商Axiom公司則計劃在今年年底前發射兩個軌道數據中心節點，這些節點使用CPU和GPU芯片，能夠運行簡化版本的AI模型，將服務于軍事和商業通信客戶。Axiom目標到2030年把數據中心規模擴大到100千瓦。
而包括谷歌前首席執行官埃里克·施密特、亞馬遜集團創始人杰夫·貝索斯等科技億萬富豪也在關注該領域。
施密特在今年4月購買了一家火箭公司Relativity Space的控股權，目的是將數據中心送入軌道。
杰夫·貝索斯的動機則更為宏大。他在創辦火箭公司“藍色起源”（Blue Origin）時就表達過希望將高污染工業遷出地球，建設太空產業帶。數據中心正是他認為屬于太空的長期產業之一。作為全球云計算領軍者，亞馬遜自然對軌道數據中心抱有濃厚興趣。
美國國會部分議員已將軌道數據中心納入戰略討論。今年4月，參議員邁克·勞茲在山谷論壇公開表示，美國必須考慮在太空建立數據中心。
當時就坐在勞茲旁邊的AI初創公司Anthropic聯合創始人杰克·克拉克回應道：“你聽起來一點都不瘋狂。我們非常喜歡把計算機放在太空中。”
事實上，軌道數據中心并非美國獨享的技術夢想。我國已在今年5月14日成功發射三體計算星座的首批12顆計算衛星。作為全球首個太空計算星座，三體計算星座搭載了80億參數的天基模型，能夠實現整軌衛星互聯，并計劃建成千星規模的太空計算基礎設施。
歐盟委員會曾委托Thales Alenia Space進行軌道數據中心可行性評估，結論積極，預計2030年前設計出一個50千瓦的軌道數據中心概念驗證。與此同時，歐洲航天局也在研究能否開發類似星艦的新型火箭專為軌道數據中心服務。
軌道數據中心之路挑戰重重
然而，將數據中心置于太空并非易事。一系列的技術與經濟挑戰亟待解決。
首先是輻射問題。軌道上的太陽耀斑、宇宙射線和地磁輻射可能對高密度AI芯片造成損傷，需采取額外的屏蔽和冗余設計，這將增加設備重量并推高發射成本。其次，空間碎片碰撞風險高，需持續監控并機動規避。
散熱問題尤為棘手。盡管太空環境寒冷，但計算芯片的廢熱無法通過對流散出，只能依靠大型散熱器輻射熱量。NASA前局長丹·戈爾丁估算，100千瓦數據中心需配備網球場大小的散熱器，而兆瓦級數據中心的散熱需求更是呈數量級增長。此外，維護難度大，軌道上的設備一旦出現故障，維修成本極高。
發射成本同樣是一道門檻。以目前SpaceX的獵鷹9號火箭為例，完整預定一次發射費用約為7000萬美元，尚不足以將未來預期中重達數百噸的軌道數據中心送入太空。Starcloud估算，一個40兆瓦的數據中心未來發射成本約需2000萬美元，相較地面建設的數億美元仍具優勢，但前提是發射價格需持續下降。
好消息是，SpaceX的新一代星艦與Blue Origin的新格倫（New Glenn）等重型火箭正加緊測試，這將為未來大規模發射軌道數據中心提供可行路徑。
盡管業內普遍認為，大規模軌道數據中心仍需5-10年才能成形，但初期應用市場已浮現。首先，太空業務本身的客戶——氣象監測、災害預警、氣候變化研究、航天器跟蹤等領域——可直接受益于軌道計算能力，減少數據傳輸延遲，提高處理效率。美國軍方同樣對軌道計算表現出濃厚興趣，擬用于增強天基偵察、通信與未來武器系統的能力。
商業層面，亞馬遜的Kuiper、SpaceX的Starlink等已有星座項目未來可逐步疊加計算能力，提供太空計算服務。但目前來看，軌道數據中心距離替代地面AWS、Azure等云計算平臺尚有巨大差距。
還未登錄
