長征二號丁運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，這次升空的“乘客”可不簡單：12顆

　　作為之江實驗室主導構建的“三體計算星座”的首次發(fā)射，此次一箭十二星發(fā)射任務的背后，有著一個更大的目標：把人工智能送上天。

　　“人工智能不能因為缺失算力而缺席太空?！敝袊こ淘涸菏?、之江實驗室主任王堅對《中國科學報》談到，希望通過構建“三體計算星座”，促進空天產(chǎn)業(yè)進步，讓老百姓更便利地用上衛(wèi)星服務。

　　把人工智能送上天有何用意？王堅院士口中“三體計算星座”，又藏著哪些玄機？

　　以往，衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理，都要依靠通信系統(tǒng)回傳地面，然后由地面數(shù)據(jù)處理中心對其進行解析，這種模式可形象稱之為“天感地算”。據(jù)了解，受限于地面站資源、帶寬等因素，“天感地算”的模式下，僅有不到十分之一的有效衛(wèi)星數(shù)據(jù)能傳回地面，導致大量數(shù)據(jù)無法利用；與此同時，數(shù)據(jù)通信也需要時間，這也造成在某些數(shù)據(jù)處理中存在時效性差的問題。

　　據(jù)之江實驗室總工程師、計算星座科研任務總體部總指揮趙志峰介紹，“三體計算星座”是由之江實驗室協(xié)同全球合作伙伴共同打造的千星規(guī)模的太空計算基礎設施，建成后總算力可達1000POPS（每秒百億億次運算）。本次首發(fā)入軌的12顆計算衛(wèi)星均搭載了星載智算系統(tǒng)、星間通信系統(tǒng)，衛(wèi)星互聯(lián)后可具備5POPS計算能力和30TB存儲容量。

　　這背后離不開一系列太空計算軟硬件技術的突破：為了在有限空間盡可能多地部署算力，之江實驗室瞄準提升算力開展攻關，突破性地將星載智能計算機的算力從從T級提升到P級，此次升空的計算衛(wèi)星最高單星算力達0.74POPS，實現(xiàn)了算力近百倍的提升；作為星座天地網(wǎng)絡互聯(lián)的核心設備，星載高通量路由器將承擔星間、星地和星內(nèi)百G比特高速率、低延遲網(wǎng)絡傳輸?shù)娜蝿眨惶旎植际讲僮飨到y(tǒng)就像“星座資源管家”，能對星座的算力、存儲、網(wǎng)絡等資源進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)在軌計算任務編排調(diào)度及應用狀態(tài)監(jiān)測。

　　衛(wèi)星同時還搭載了80億（8B）參數(shù)的天基模型，它是星座的“智慧大腦”，能調(diào)度衛(wèi)星協(xié)同處理多源遙感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在軌自主完成對地觀測任務。此次升空，它將執(zhí)行異軌衛(wèi)星激光接入、天文科學觀測等在軌試驗任務。

　　“算力升空、在軌組網(wǎng)、模型上天，‘三體計算星座’將變‘天感地算’為‘天感天算、天地協(xié)同’。”王堅說，“三體計算星座”的構建，有望大大拓展太空應用的邊界。

　　“三體計算星座”與劉慈欣知名科幻小說《三體》同名，引人遐想。它的名字有什么來由？

　　王堅解釋說，這個名稱其實源于牛頓提出的“三體問題”，其大意是當有三個以上的對象協(xié)同工作時，主體之間的相互作用就如同天體之間的引力作用一樣，是一種極其復雜的關系。

　　“如何參加九游娛樂的社區(qū)活動？”

　　“三體計算星座”也匯聚了不同創(chuàng)新主體的力量。據(jù)了解，之江實驗室聯(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月成立了之江實驗室計算星座科研任務總體部（以下簡稱總體部），各展其長，實施有組織科研——

　　之江實驗室負責首發(fā)任務“星載智能計算機”等太空計算軟硬件和天基模型的研制，國星宇航專注于智能網(wǎng)聯(lián)衛(wèi)星平臺的研發(fā)和整星制備，氦星光聯(lián)則擔下了激光通信終端的研制工作……12顆計算衛(wèi)星，關聯(lián)的是百余個硬件、兩百余款軟件、近百萬行代碼?？傮w部200多名科研人員夜以繼日、集智攻關，不到9個月，首發(fā)任務的各項工作準備就緒。

　　“這在傳統(tǒng)航天項目里，這幾乎是不可能實現(xiàn)的?！笨傮w部技術總師、天基計算系統(tǒng)研究中心副主任李超感嘆。

　　值得一提的是，本次發(fā)射的衛(wèi)星還搭載了中國科學院國家天文臺和廣西大學研制的宇宙X射線偏振探測器。有了它，計算星座將可以通過“天基天文時域模型”對伽馬射線暴等各類瞬變源進行在軌快速探測、證認、分類，并觸發(fā)雙星協(xié)同觀測，實現(xiàn)秒級判斷和99%的識別準確率，暢享“人工智能+”推動的太空科學研究范式變革。

　　“組建一個太空計算星座，并讓星座充分發(fā)揮其價值，是一項非常龐大、極度復雜的系統(tǒng)工程。”之江實驗室黨委書記佟桂莉對記者表示，協(xié)作各方始終以實際行動探索機制創(chuàng)新，充分發(fā)揮了新型研發(fā)機構、企業(yè)、高校各自的優(yōu)勢，共同以科技創(chuàng)新來推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

　　把算力送上天，讓計算衛(wèi)星實現(xiàn)互聯(lián)互通，進而把人工智能送上太空，這就是“三體計算星座”要講述的故事。而隨著一箭十二星的首發(fā)成功，也標志著我國首個整軌互聯(lián)的太空計算星座正式進入組網(wǎng)階段。

　　在王堅看來，率先探索構建太空計算星座，是一件“非常需要探索精神的事情”。

　　“有了太空計算星座之后，太空應用的邊界被大大拓展了，可以做很多原先不可能的事情。”王堅告訴《中國科學報》，他特別希望看到，未來星座達到一定規(guī)模后，能讓老百姓也能非常便捷用上計算衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等帶來的服務。

　　“如何參加九游娛樂的社區(qū)活動？”

　　現(xiàn)在，在之江實驗室“三體計算星座”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。短暫的歡呼過后，科研團隊沒有松懈下來，他們馬不停蹄地投入到后續(xù)的研發(fā)中，以確保衛(wèi)星組網(wǎng)、在軌觀測和計算等任務的順利執(zhí)行。

　　趙志峰對《中國科學報》表示，隨著首發(fā)奏凱，“三體計算星座”新一軌衛(wèi)星發(fā)射任務的研制工作也隨之啟動——他們今年的發(fā)射目標，是超50顆計算衛(wèi)星的星座布局。

　　隊伍也在壯大：國星宇航、智星空間、地衛(wèi)二、開運聯(lián)合、藍箭鴻擎、十方星鏈、中科睿格、微納星空……“在星座的建設、投入、使用等方面，我們將通過共商、共建、共享、共發(fā)展的模式，共同實現(xiàn)太空計算愿景?！?