太空AI算力中心 能源来自哪里?

发布于 2025-12-12 07:06:21

中国、美国、欧洲等主要国家和地区,都在纷纷布局太空数据中心、轨道级巨型光伏电站与空间无线输电项目,试图在下一代AI算力体系中占据优势。
11月27日,北京召开“智绘星空 胜算在天——太空数据中心建设”工作推进会,拟在700-800公里晨昏轨道建设运营超过千兆瓦功率的集中式大型数据中心系统
美国科技巨头也动作频频:特斯拉创始人马斯克表示,随着星舰的问世,大规模部署太阳能人工智能卫星成为可能。这也是马斯克所认为的,实现“每年1太瓦(1TW)人工智能算力”的重要路径,并定下了“4-5年通过星舰完成每年100GW数据中心部署”的目标。
英伟达则首次将H100GPU送上太空,搭载在初创公司Starcloud的Starcloud-1卫星上。
谷歌启动了“太阳捕手计划”,计划在2027年初发射两颗搭载TPU芯片的原型卫星。
然而,能源正成为悬在算力头顶的达摩克利斯之剑。国际能源署预计,在人工智能的驱动下,到2030年,全球数据中心的电力需求预计将比2024年增加一倍以上。

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4 个回答
潘力刚 博士
潘力刚 博士 认证专家 1天前
加拿大 http://1-solar.com

“太空输电”是指将太空中发的电,通过无线能量传输技术(微波、激光等)传送到地球。

听起来有些科幻,因为这个想法正源于科幻小说。
1941年,美国科幻小说作家艾萨克·阿西莫夫在短篇小说《Reason》中描述过这一场景:利用空间站的电池板捕捉太阳能后,通过微波光束将其传输到各个行星
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太空输电示意图,引自科普中国
相比地面光伏电站,“太空输电”可以避免太阳能电池“看天吃饭”以及大气层对阳光的削弱作用,大幅提升发电效率。据估算,太空中同样面积的太阳能电池板的发电量是地面的几十倍。
近年来,“太空输电”竞赛持续升温。
美国太阳能初创公司Aetherflux计划在2026年发射首个低地球轨道示范卫星,将太阳能直接收集,并通过激光传输到地球上的“地面站”,实现人类首次从太空向地球传输电力,现已融资6000万美元,并得到美国军方的支持。
英国Space Solar公司计划在3.6万公里高空打造直径1.8公里的“仙后座”空间站,利用数百万颗覆盖太阳能电池板的卫星来收集太阳光,通过约10亿个天线向地球传输能量,获得了英国政府的资助。
欧洲空间局于2023年1月启动了SOLARIS预先研发计划,计划在三年内投入6000万欧元,专注于太阳能电池、能量转换器、空间机器人等核心技术的研发,为未来的在轨验证奠定基础。
中国的空间太阳能电站系统项目叫“逐日工程”,规划分“三小步”(地面/浮空试验、空间电能管理、天地无线能量传输试验)和“两大步”(MW级试验验证、GW级商业电站),目标是到2030年,把兆瓦级的试验电站送到地球同步轨道;到2050年,建成可以商用的吉瓦级电站。
除了能源的“天地传输”,“天天传输”也在探索,可以视为“天电地用”的容易版本。
2025年11月,美国Star Catcher公司用1.1千瓦激光束,将能量精准传输到数百米外的光伏阵列,打破了今年6月美国国防高级研究计划局(DARPA)创下的800瓦的激光束发射功率纪录。
这项技术可以满足轨道侧用电需求:通过聚光系统捕捉太阳能,然后通过高精度的波束将电力直接传输给卫星。通过这种“太空对太空”的能源中继,卫星可以摆脱沉重的电池板,将更多的质量分配给有效载荷。
不管是穿越大气层输电还是“太空对太空”送电,均面临着成本挑战。根据2024年NASA评估报告,太空发电站的发电成本高达0.6亿美元/度,是地面太阳能电站的12~80倍,主要贵在火箭发射。

此外,规模化部署太空发电设施将带来轨道拥挤问题和碎片碰撞风险,无线能量传输技术也面临着前所未有的监管挑战。

VidoCanada
VidoCanada 1天前
VidoSecurity.com

一场围绕“太空算力”与“太空能源”的新竞赛最近正在全球升温。
钙钛矿、核电站、激光输电全面开战
苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫按照能源利用能力,将文明划分为Ⅰ型(掌控行星能源)、Ⅱ型(收集恒星系统能量)和Ⅲ型(控制银河系能源)三个等级。最新评估显示,人类文明还处于I型,仅0.73级左右。
虽然人类还不能完全掌控地球上的能源,但是收集和利用恒星能源已经提上日程,涉及两个层面:
从太空发电看,目前广泛采用的砷化镓(GaAs)太阳能电池面临高成本难题,亟待寻找更具性价比的方案;
从太空输电看,太空发电通过无线技术传送到地球,突破了地理和气候的限制,将引发能源革命。
“太空算力”的未来是美好的,但不得不面对能源困局的现实。
由于太空无法接入地面电网,光伏是能源供给的最重要方式。目前,太空能源的主力是砷化镓(GaAs)太阳能电池,以其高转化效率、耐辐射等特性,广泛应用于航天器、空间站等领域。
但砷化镓制备的原料稀缺、工艺复杂,导致价格昂贵,素有“半导体贵族”之称。公开资料显示,“天和”核心舱134平方米的砷化镓太阳翼,成本高达1.67亿元,折合125万元/平米,比硅基电池贵几十倍,显然无法满足“太空算力”大规模部署的要求。
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天和核心舱大型柔性太阳能电池翼示意图,引自中国载人航天
晶硅电池是当前地面电站的主流,但在AM0(太空环境)下效率仅为14-18%,远低于砷化镓30%的光电转换效率;抗辐射性能差,太空环境中效率衰减快,并不适合在太空中使用。
钙钛矿电池作为新一代太阳能电池技术的代表,兼具砷化镓电池的高效率、耐辐射特性和晶硅电池的低成本优势,成为太空应用的理想选择。
近年来,我国钙钛矿产业化进程加速,量产线迈入GW级新阶段,光电转换效率屡屡刷新。更重要的是,钙钛矿电池可与晶硅电池结合形成钙钛矿-晶硅叠层电池,理论效率可达43%。
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引自中国光伏行业协会

telecctv
telecctv 15小时前
这家伙很懒,什么也没写!

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北美人工智能
北美人工智能 认证专家 14小时前
这家伙很懒,什么也没写!

6G的目标是实现“空天地一体化”,这意味着卫星网络将不再是地面通信的补充,而是整个网络有机、无缝的组成部分。这随即引发了一场激烈的“太空圈地运动”。
目前,SpaceX的Starlink星座和中国的“国网”星座都在以惊人的速度进行低轨(LEO)卫星部署。根据国际电信联盟(ITU)的“先登先占”原则,宝贵的近地轨道和通信频率资源正成为稀缺的战略资产,先到者得。
更深层次的斗争发生在标准层面。美国倾向于利用Starlink的市场优势,使其私有通信协议成为全球的“事实标准”,从而边缘化国际统一标准。而中国则坚定地在3GPP框架内推动统一的非地面网络(NTN)标准,以打破美国的太空网络霸权。
谁控制了太空中的网络节点,谁就掌握了未来全球无缝覆盖的制高点。这场在星辰大海中展开的竞赛,其激烈程度丝毫不亚于地面上的任何博弈。

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