5月14日12時(shí)12分，長征二號(hào)丁運(yùn)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。它們是12顆搭載了智算系統(tǒng)、星間通信系統(tǒng)的計(jì)算衛(wèi)星，不僅具備太空在軌計(jì)算能力，還能夠?qū)崿F(xiàn)整軌衛(wèi)星互聯(lián)，構(gòu)建“天地一體化網(wǎng)絡(luò)”。

　　作為之江實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)構(gòu)建的“三體計(jì)算星座”的首次發(fā)射，此次一箭十二星發(fā)射任務(wù)的背后，有著一個(gè)更大的目標(biāo)把人工智能送上天。

　　“人工智能不能因?yàn)槿笔懔Χ毕??！敝袊こ淘涸菏?、之江?shí)驗(yàn)室主任王堅(jiān)告訴《中國科學(xué)報(bào)》，希望通過構(gòu)建“三體計(jì)算星座”，促進(jìn)空天產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，讓老百姓更便利地用上衛(wèi)星服務(wù)。

　　“如何在九游娛樂找到熱門游戲？”

　　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(jìn)行解析，這種模式可形象地稱之為“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(dǎo)致大量數(shù)據(jù)無法利用；與此同時(shí)，數(shù)據(jù)通信也需要時(shí)間，這就造成在某些數(shù)據(jù)處理中時(shí)效性差的問題。

　　據(jù)之江實(shí)驗(yàn)室總工程師、計(jì)算星座科研任務(wù)總體部（以下簡稱總體部）總指揮趙志峰介紹，“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）。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)，衛(wèi)星互聯(lián)后可具備5POPS計(jì)算能力和30TB存儲(chǔ)容量。

　　這背后離不開一系列太空計(jì)算軟硬件技術(shù)的突破：為了在有限空間盡可能多地部署算力，之江實(shí)驗(yàn)室瞄準(zhǔn)提升算力開展攻關(guān)，突破性地將星載智能計(jì)算機(jī)的算力從T級(jí)提升到P級(jí)，此次升空的計(jì)算衛(wèi)星最高單星算力達(dá)0.74POPS，實(shí)現(xiàn)了算力近百倍的提升；作為星座天地網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的核心設(shè)備，星載高通量路由器將承擔(dān)星間、星地和星內(nèi)百G比特高速率、低延遲網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜蝿?wù)；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。

　　衛(wèi)星同時(shí)還搭載了80億參數(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)，完成在軌自主對地觀測任務(wù)。此次升空，它將執(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)。

　　“算力升空、在軌組網(wǎng)、模型上天，三體計(jì)算星座將天感地算變?yōu)樘旄刑焖?、天地協(xié)同?！蓖鯃?jiān)說，“三體計(jì)算星座”的構(gòu)建，有望大大拓寬太空應(yīng)用的邊界。

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

　　王堅(jiān)解釋說，這個(gè)名稱其實(shí)源于牛頓提出的“三體問題”，其大意是當(dāng)有3個(gè)以上的對象協(xié)同工作時(shí)，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(fù)雜的關(guān)系。

　　“三體計(jì)算星座”也匯聚了不同創(chuàng)新主體的力量。據(jù)了解，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)室總體部，各展其長，實(shí)施有組織科研。其中，之江實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)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，國星宇航專注于智能網(wǎng)聯(lián)衛(wèi)星平臺(tái)的研發(fā)和整星制備，氦星光聯(lián)則承擔(dān)了激光通信終端的研制工作12顆計(jì)算衛(wèi)星，關(guān)聯(lián)的是百余個(gè)硬件、200余款軟件、近百萬行代碼。總體部200多名科研人員夜以繼日、集智攻關(guān)，不到9個(gè)月，首發(fā)任務(wù)的各項(xiàng)工作便準(zhǔn)備就緒。

　　“如何在九游娛樂找到熱門游戲？”

　　“這在傳統(tǒng)航天項(xiàng)目里，幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的?！笨傮w部技術(shù)總師、天基計(jì)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)星還搭載了由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)和廣西大學(xué)研制的宇宙X射線偏振探測器。有了它，計(jì)算星座將可以通過“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(jí)判斷和99%的識(shí)別準(zhǔn)確率，暢享“人工智能+”推動(dòng)的太空科學(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?！敝瓕?shí)驗(yàn)室黨委書記佟桂莉?qū)τ浾弑硎荆瑓f(xié)作各方始終以實(shí)際行動(dòng)探索機(jī)制創(chuàng)新，充分發(fā)揮新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、高校各自的優(yōu)勢，共同以科技創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

　　把算力送上天，讓計(jì)算衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，進(jìn)而把人工智能送上太空，這就是“三體計(jì)算星座”要講述的故事。而一箭十二星的首發(fā)成功，也標(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。

　　在王堅(jiān)看來，率先探索構(gòu)建太空計(jì)算星座，是一件“非常需要探索精神的事情”。

　　“有了太空計(jì)算星座后，太空應(yīng)用的邊界被大大拓寬了，可以做很多原先不可能的事情?！蓖鯃?jiān)告訴《中國科學(xué)報(bào)》，他特別希望看到，未來星座達(dá)到一定規(guī)模后，老百姓也能便捷地享受計(jì)算衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等帶來的服務(wù)。

　　首發(fā)成功后，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。短暫的歡呼過后，科研團(tuán)隊(duì)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(jì)算等任務(wù)順利執(zhí)行。

　　趙志峰對《中國科學(xué)報(bào)》表示，隨著首發(fā)奏凱，“三體計(jì)算星座”新一軌衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的研制工作已隨之啟動(dòng)今年的發(fā)射目標(biāo)是超50顆計(jì)算衛(wèi)星的星座布局。

　　隊(duì)伍也在壯大：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“在星座的建設(shè)、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(shí)現(xiàn)太空計(jì)算愿景?！蓖鯃?jiān)說。