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來源：浙江之聲記者王嫻、吳迪、劉國秋、徐欣悅

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5月14日12時(shí)12分，太空計(jì)算衛(wèi)星星座搭載長征二號丁運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，標(biāo)志著我國首個(gè)整軌互聯(lián)的太空計(jì)算星座正式進(jìn)入組網(wǎng)階段。一箭十二顆計(jì)算衛(wèi)星是之江實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)構(gòu)建的“三體計(jì)算星座”的首次發(fā)射，也是國星宇航“星算”計(jì)劃的首次發(fā)射。

“三體”啟航 將算力和人工智能送上太空

“三體計(jì)算星座”是由之江實(shí)驗(yàn)室協(xié)同全球合作伙伴共同打造的千星規(guī)模的太空計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，建成后總算力可達(dá)1000POPS（每秒百億億次運(yùn)算）。

通常，衛(wèi)星需先將數(shù)據(jù)傳回地面，再由地面數(shù)據(jù)處理中心對其進(jìn)行解析，這種“天感地算”的模式受限于地面站資源、帶寬等因素，僅有不到十分之一的有效衛(wèi)星數(shù)據(jù)能傳回地面，且存在數(shù)據(jù)時(shí)效差等問題。解決這一問題正是之江實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建“三體計(jì)算星座”的出發(fā)點(diǎn)。

“對于之江實(shí)驗(yàn)室而言，不是簡單地發(fā)衛(wèi)星，我們是要構(gòu)建太空計(jì)算星座，把算力送到太空，實(shí)現(xiàn)計(jì)算衛(wèi)星之間的互聯(lián)互通，進(jìn)而把人工智能送上天。”中國工程院院士、之江實(shí)驗(yàn)室主任王堅(jiān)表示。

本次首發(fā)入軌的 12 顆計(jì)算衛(wèi)星均搭載了星載智算系統(tǒng)、星間通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)整軌衛(wèi)星互聯(lián)，具備太空在軌計(jì)算能力，將構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算衛(wèi)星最高單星算力達(dá)744TOPS，星間激光通信速率最大可達(dá) 100Gbps，12 顆衛(wèi)星互聯(lián)后具備 5POPS 計(jì)算能力和 30TB 存儲(chǔ)容量。衛(wèi)星同時(shí)搭載了 80 億參數(shù)的天基模型，可對 L0-L4 級衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行在軌處理，將執(zhí)行異軌衛(wèi)星激光接入、天文科學(xué)觀測等在軌試驗(yàn)任務(wù)。

計(jì)算星座的突破離不開太空計(jì)算軟硬件技術(shù)的攻克。之江實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了首發(fā)任務(wù)星載智能計(jì)算機(jī)等太空計(jì)算軟硬件和天基模型的研制工作。國星宇航承擔(dān)了智能網(wǎng)聯(lián)衛(wèi)星平臺(tái)研發(fā)和整星研制工作。氦星光聯(lián)承擔(dān)了激光通信終端的研制工作。

作為計(jì)算衛(wèi)星的核心載荷，之江實(shí)驗(yàn)室研究突破的星載智能計(jì)算機(jī)把衛(wèi)星算力從 T 級提升到 P 級，實(shí)現(xiàn) 10-100 倍的提升。星載高通量路由器作為星座天地網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的核心設(shè)備，將完成星間、星地和星內(nèi)百 G 比特高速率、低延遲網(wǎng)絡(luò)傳輸。天基分布式操作系統(tǒng)就像“星座資源管家”，能對星座的算力、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)在軌計(jì)算任務(wù)編排調(diào)度及應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測。首發(fā)衛(wèi)星搭載的 80 億參數(shù)天基模型是業(yè)內(nèi)首個(gè)多任務(wù)模型，為星座增加了智慧大腦，能夠調(diào)度衛(wèi)星協(xié)同處理多源遙感數(shù)據(jù)，在軌自主完成對地觀測任務(wù)。

“人工智能不能因?yàn)槿笔懔Χ毕铡！蓖鯃?jiān)表示，“三體計(jì)算星座”的構(gòu)建，將大大拓展太空應(yīng)用的邊界，未來希望通過這個(gè)星座讓老百姓也能便利地用上計(jì)算衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等帶來的服務(wù)，這對空天產(chǎn)業(yè)的變革具有深遠(yuǎn)意義。

機(jī)制破題 “四共”模式回答“三體”之問

為什么叫“三體計(jì)算星座”？這個(gè)名稱源于牛頓提出的“三體問題”，其本質(zhì)是當(dāng)有三個(gè)以上的對象協(xié)同工作時(shí)，主體之間的相互作用如同天體之間的引力作用一樣，是一種極其復(fù)雜的關(guān)系。“三體計(jì)算星座”匯聚了不同創(chuàng)新主體的力量，在星座的建設(shè)、投入、使用等方面均探索了機(jī)制創(chuàng)新，通過共商、共建、共享、共發(fā)展的模式，共同實(shí)現(xiàn)太空計(jì)算愿景。

從項(xiàng)目立項(xiàng)啟動(dòng)，到首發(fā)任務(wù)成功發(fā)射，只用了不到 9個(gè)月的時(shí)間。“在傳統(tǒng)航天項(xiàng)目里，幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。”之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算星座科研任務(wù)總體部技術(shù)總師、天基計(jì)算系統(tǒng)研究中心副主任李超說道。

之江實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合國星宇航、氦星光聯(lián)、航天馭星、天鏈測控等合作伙伴，于 2024 年 7 月成立了之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算星座科研任務(wù)總體部，實(shí)施有組織的科研。

百余個(gè)硬件、兩百余個(gè)軟件、近百萬行代碼，總體部的200 多名科研人員不分晝夜，以集智攻關(guān)的努力順利完成首發(fā)任務(wù)的各項(xiàng)研制工作。

值得一提的是，本次發(fā)射的衛(wèi)星還搭載了廣西大學(xué)和中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研制的宇宙 X 射線偏振探測器，將通過天基天文時(shí)域模型對伽馬射線暴等各類瞬變源進(jìn)行在軌快速探測、證認(rèn)、分類，并觸發(fā)雙星協(xié)同觀測，實(shí)現(xiàn)秒級判斷和 99%的識(shí)別準(zhǔn)確率，以“人工智能+”推動(dòng)太空科學(xué)研究范式變革。

“組建一個(gè)太空計(jì)算星座，并讓星座充分發(fā)揮其價(jià)值，是一項(xiàng)非常龐大、極度復(fù)雜的系統(tǒng)工程。之江實(shí)驗(yàn)室以實(shí)際行動(dòng)探索機(jī)制創(chuàng)新，既充分發(fā)揮我們作為新型研發(fā)機(jī)構(gòu)在科技前沿領(lǐng)域的研發(fā)優(yōu)勢和非營利性機(jī)構(gòu)的平臺(tái)優(yōu)勢，又充分發(fā)揮企業(yè)、高校各自的創(chuàng)新優(yōu)勢，大家共同以科技創(chuàng)新來推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。”之江實(shí)驗(yàn)室黨委書記佟桂莉表示。

在之江實(shí)驗(yàn)室“三體計(jì)算星座”指揮控制大廳，首發(fā)衛(wèi)星的第一組遙測數(shù)據(jù)已經(jīng)順利回傳。而此時(shí)，科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)馬不停蹄地投入到后續(xù)的研發(fā)工作中，確保衛(wèi)星組網(wǎng)、在軌任務(wù)等的順利執(zhí)行。

“三體計(jì)算星座”新一軌衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的研制工作也已經(jīng)啟動(dòng)。“今年，之江實(shí)驗(yàn)室將攜手國星宇航、智星空間、地衛(wèi)二、開運(yùn)聯(lián)合、藍(lán)箭鴻擎、十方星鏈、中科睿格、微納星空等，共同完成超 50 顆計(jì)算衛(wèi)星的星座布局。”之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算星座科研任務(wù)總體部總指揮、之江實(shí)驗(yàn)室總工程師趙志峰說。