新太空竞赛：人工智能巨头为何投资轨道数据中心？

上个月，中国宣布了一项雄心勃勃的五年计划，拟部署漂浮在距地面约800公里高空的数据中心。本周，美国亿万富翁伊隆·马斯克也公布了类似计划——通过积极筹资来推动SpaceX的轨道数据中心计划，近期完成了一次合并并即将进行公开募股。

分析师将这些最新动向解读为旨在“在太空建造数据中心”的策略性举措，以便在不受地球资源和环境限制的情况下扩展人工智能基础设施。随着人工智能需求激增，像SpaceX和谷歌这样的公司正竞相把计算基础设施送入轨道。把耗能巨大的人工智能基础设施从地球转移到轨道，承诺可以利用无限的太阳能并在真空环境下实现更低温的运行。

推动这一转变的原因很简单：地球上的数据中心已经因人工智能对能源的巨大需求而承受巨大压力。训练大型人工智能模型需要大量电力，其用电量相当于数十万户家庭一年的用电。这迫使人工智能公司依赖大型数据中心，占用电网容量并在冷却过程中消耗大量水。

在数据中心附近的地区，过去五年间，居民用电价格上涨了267%。同样地，美国一个平均规模、装机容量约100兆瓦的数据中心每天要消耗约两百万升水，相当于约6,500户家庭的日常用水总和。

马斯克一直公开谈论基于太空的数据中心。2025年底，他在X上表示，通过扩大下一代Starlink V3卫星（使用高速激光链路传输数据），SpaceX“将会在太空做”数据中心。这些由大型Starship运载火箭发射的卫星将组成在外太空运行的星座，并被设想为漂浮的超级计算机。

马斯克设想在四到五年内向高地轨道输送100吉瓦的电力，并有可能从月球基地扩展到100太瓦。他计划在未来几个月通过出售SpaceX的股份筹集250亿美元以实现这一目标。

除了马斯克的SpaceX之外，谷歌也在通过“Project Suncatcher”（太阳捕手项目）探索在太空建立数据中心，这是一项研究计划，旨在研发生力驱动并配备人工智能芯片的太阳能卫星网络。

在太阳同步轨道（能让卫星保持近乎持续日照的轨道）上，这类卫星网络可以在没有夜晚和云层遮挡的情况下，将能量采集效率提高多达八倍，相比地面太阳能电池板更具优势。

谷歌计划在2027年初发射两颗原型卫星。谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊将这称为一次“登月式”尝试，并预测在十年内，基于太空的数据中心将像今天的云服务器一样普及。

包括开发ChatGPT的OpenAI在内的十几家其他企业也在押注轨道数据中心，期望在人工智能时代借此推动自身发展。

在轨数据中心将为人工智能公司带来显著优势。太空环境提供被动冷却——热量可以直接向宇宙辐射，无需风扇或大量用水。激光在卫星之间的数据传输速度也可能超过地球上的光纤。对于人工智能公司而言，这意味着可以摆脱地面限制，更快地训练对增长和创新至关重要的模型。

挑战重重

尽管大型人工智能公司表现出乐观情绪，许多分析人士认为通往轨道人工智能的道路困难重重。位于奥地利的欧洲空间政策研究所（ESPI）研究员杰梅因·古铁雷斯在接受TRT World采访时表示，热管理是人工智能公司预计将面临的“头条级挑战”。

人工智能芯片会产生强烈热量。在真空的太空中，无法像在地球上那样用气流带走热量。因此，太空中的数据中心需要强大的散热器，将热量向外辐射。古铁雷斯说：“在轨道上，你必须通过辐射来排热。”在人工智能训练的功率密度下，把这些热量辐射出去会成为一个“巨构”（megastructure）问题，不能仅靠更大的散热片来解决。ESPI团队正“高度关注”这一散热器挑战。

发射成本又为轨道数据中心增加了另一重难题。古铁雷斯指出，除非发射价格降至每公斤约200美元（得益于像Starship这样的可重复使用火箭），否则发射的可负担性仍将是问题。

位于华盛顿特区SETA智库的非常驻研究员、前沿技术专家奥赞·艾哈迈特·切廷也认为散热是建立轨道数据中心的“核心约束”。他表示，发电需要巨大的太阳能阵列和电池来应对轨道中遮挡期，同时辐射会损害电子设备，必须增加屏蔽并采用容错软件。切廷对TRT World说：“这些挑战并非不可克服，但要同时解决它们非常困难。”

在时间表上，两位专家都对炒作有所保留。古铁雷斯预测到2027年会有小规模演示和首批服务，例如在轨边缘计算，用于在轨道上直接处理数据以避免地球传输延迟。但真正的大规模人工智能训练设施还要几十年后才可能出现。他描绘了分阶段的部署路径：2020年代末到2030年代初出现用于专门任务的亚兆瓦级平台；如果发射成本大幅下降，2030年代中期可达数十到数百兆瓦；而千兆瓦级的规模估计要到2040年代或更晚。古特雷斯提醒说：“总之，即便不考虑政策、金融与工业化因素，吉瓦级的太空数据中心仍然是几十年后的事。”

切廷也有类似看法，预测在2020年代末会出现用于小众工作负载的小型轨道节点。但他认为，短期内出现类似地面那样的大型数据农场仍不太可能：“在未来五年内，能在规模上真实地类似地面超大规模人工智能设施的轨道数据中心不太可能出现，因为热管理、发电、组装与维护等技术不会那么快同时成熟。”

这些时间表预测与行业观点相符。谷歌的2027年原型是测试，而非全面部署，像东北大学等机构的专家认为可运行的数据中心还需要几年时间。

并非是一种环保德灵丹妙药

从环境角度看，太空数据中心在一定程度上可缓解地面传统设施的巨大能源需求。古铁雷斯指出三项“环境压力释放阀”：持续的太阳能可避免对地球电网的过度拉动，辐射冷却将消除淡水用于冷却的需求，轨道部署也将释放大量土地用于其他用途。

然而，轨道数据中心并非环保万能药。古铁雷斯警告会出现转移后的环境影响，例如火箭制造造成的前期排放、发射频次增加以及太空碎片问题。他表示：“如果地面数据中心已经采用清洁能源并配备先进冷却技术，把计算搬到太空的边际收益就会变小。”

切廷指出，尽管轨道系统可避免耗水冷却和电网压力，但它们会带来火箭和更换设备的全生命周期成本，并引发诸如轨道拥堵等非气候问题。他认为：“作为对地面人工智能基础设施的整体现替代，其环境优势仍不确定。”

古特雷斯列举了若干关键要素：低成本的大推力重复使用能力、先进的散热器以及用于在轨组装和维护的机器人技术。他表示，像马斯克力推的可折叠散热器等潜在创新是可移植的，但由于测试周期、出口管制和集成难题，这类技术传播速度较慢。

切廷也赞同这一观点，指出在太空领域复制技术“很少是立即发生”的，因为知识产权、出口管制和供应链成熟度等都会构成即时技术转移的障碍。他估计资金充足的参与者可以在两到四年内模仿某些设计，而更广泛的采用可能需要五到十年以上。“执行质量和系统集成能力仍将是持久的差异化因素，”他总结道。