1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星——“斯普特尼克1号”升空飞行。1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。从天空到地面，卫星正重塑我们感受并探索世界的方式。

当单一卫星向星座组网发展，重要的太空基础设施逐渐构建。在2025 Inclusion · 外滩大会（上海）开幕式主论坛上，中国工程院院士、之江实验室主任王坚说：“人类去火星的路上，不能没有计算的陪伴和AI。”计算的边界不再局限于地面，之江实验室以三体计算星座开启一场奔赴星辰的新征程。

央视报道：杭州之江实验室“三体计算星座”已实现星间组网突破，在轨协同完成10个人工智能模型与应用部署验证，探索了深空探测、智慧城市建设等场景的太空计算应用。

抢占太空新赛道

传统的人造卫星主要分为通信卫星、导航卫星、遥感卫星三类。它们大多数悬在天际充当“太空摄影师” 和“数据搬运工”，处理数据的能力有限，拍摄的照片和接收到的信号，必须传回地面数据处理中心才能解析。加之数据传输能力有限、对地面系统依赖过重，目前约90%的太空数据无法传回地球。

之江实验室天基计算系统研究中心主任、计算星座科研任务总体部技术总师李超做了一个形象的比喻：“传统卫星与地面通常‘单线联络’，卫星和卫星之间不联通，就像是在‘放风筝’。”

低轨卫星数量的爆发式增长，带来了海量的数据。预计到2032年，全球对地观测遥感卫星将达3200颗，每日产生约320PB的数据，需10万台服务器才能处理，传统地面数据处理模式不堪重负，也就意味着这些数据永远无法被有效利用。与此同时，人工智能模型、边缘计算、星间激光通信等技术日趋成熟，为太空计算的发展提供了技术条件。

2025年5月14日，在酒泉卫星发射中心，长征二号丁运载火箭划破长空，将之江实验室协同全球合作伙伴共建的三体计算星座首发12颗计算卫星送入预定轨道，标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。

▲三体计算星座指挥大厅

此后，各国争相布局太空计算这一赛道：2025年11月2日，英伟达携手其投资的初创公司Starcloud，成功将首个搭载H100芯片的太空AI服务器送入轨道；2025年11月5日，谷歌启动前瞻性“太阳捕手划”（Project Suncatcher），计划在太空部署AI数据中心；2026年1月，美国联邦通信委员会（FCC）收到SpaceX申请——计划在近地轨道部署100万颗卫星，构建“轨道数据中心”，为其全球AI计划提供底层支撑，马斯克提出要发展100GW 的太空计算能力……

“人工智能不能因为缺失算力而缺席太空。”中国工程院院士、之江实验室主任王坚强调。大有可为的太空计算，也是杭州布局未来产业的机遇。

2025年，杭州市数字经济核心产业实现增加值6780亿元，比上年增长9.3%，高于全市生产总值增速4.1个百分点，占生产总值比重为29.5%。作为全球数字经济高地，杭州坐拥阿里云等云计算标杆企业，之江实验室则拥有独特的算力、数据、模型体系化等创新优势，正争创“全国人工智能创新发展第一城”。

算力搬上太空的革命

走进之江实验室天基计算系统研究中心，头顶的“银河”映入眼帘，蓝紫交织的星轨如光带蜿蜒，红金点缀的星点流转。展厅里，12颗计算卫星环绕地球的模型静静伫立，星载智能计算单元、星间激光通信终端等核心组件清晰可见。巨大的轨道屏上，实时跳动着12颗计算卫星的运行轨迹，滚动着回传的遥测数据，让遥不可及的三体计算星座变得真实可感。

三体计算星座通过“计算上天、星间互联、模型上天”，发挥着太空人工智能基础设施的作用。李超介绍：“我们不是简单地发射卫星，也不是要把一个数据中心搬到太空中去，而是从‘第一性原理’出发，让天上的事情在天上干。真正释放太空数据的价值，让更多更有效的应用直接在太空中产生。”

星轨之间，AI涌动。在轨运行近一年，三体计算星座首发任务已形成组网、计算、模型部署更新和科学载荷在轨验证等核心能力。

▲三体计算星座首发任务示意图

把模型送上天，推动人工智能在太空应用与发展。截至目前，团队已实现10个人工智能模型和应用的在轨部署。其中，80亿参数天基遥感模型和80亿参数天基天文时域模型是全球在轨运行的参数规模最大的模型。另外，有6个模型与算法通过地面上注实现了在轨更新部署，包括1.5亿参数“伏羲”气象模型、地表要素提取模型等。

卫星计算资源的快速响应，能为更多前沿探索赋能，在智慧城市建设、自然资源普查等场景发挥显著作用。计算在太空、应用产生于太空，太空AI触手可及。

“气象卫星精度有限，传统天气预报的周期通常为数小时，暂无小时级、分钟级短时预报能力。”李超举例，短临气象预报在机场管理、户外运动等领域需求极高，但传统卫星无法支撑。三体计算星座可以在轨融合气象、地质灾害等多源数据，在太空直接运行气象模型，实现从数据采集到预报生成的分钟级闭环，大幅降低地面处理成本，为城市精细化管理与灾害预警提供全新能力。“这将是颠覆性的变革。”李超表示。

正如王坚院士此前在接受媒体采访时所说的，基础设施层面的创新从来不是先有应用再建能力，只有先把算力和AI铺到太空，未来才可能涌现出我们今天想象不到的新场景。就像先有电，才有电冰箱、洗衣机、电视。这是需要国家、企业、科研机构共同推动实现的长期愿景。

攻坚破难织就太空算力网

2023年7月，之江实验室吹响“二次创业”的号角，明确“干好智能计算一件事”。实验室组建智算集群、计算星座、科学模型等重大科研任务总体部，积极探索有组织科研。经过一年多的努力，三体计算星座于2024世界互联网大会乌镇峰会上正式发布。

▲之江实验室 

一个前沿构想，如何攻克层层难关化作落地项目？项目正式启动前，团队紧锣密鼓地开展技术验证工作，重点对星载计算单元、星载路由器、星载通信终端、天基分布式操作系统、人工智能模型等核心软硬件技术进行测试与验证，为后续的工程奠定基础。随后，项目进入载荷研制、桌面联调、环境试验等核心环节。

历经电性件、鉴定件、正样件三个阶段，载荷研制完成。“将12颗计算卫星连成一个系统，难度相当大。”李超坦言，12颗卫星涉及100台载荷、200余项软件配置项、近百万行代码，每颗卫星单是连线就有1000多根……系统集成难度远大于单星研制，要让多星在轨统一协同、统一调度，通信、调度、可靠性压力急剧上升。任何一处节点偏差，都可能牵动整个系统。

▲李超及其团队在科研一线 图源：创新浙江微信公众号

卫星在轨运行时会经历阳面100℃、阴面-100℃的极端温差，如果设备在轨道发生故障，很难如在地面一样及时维修，太空的特殊环境要求软硬件必须具备高可靠性和自主容错能力。团队开展环境试验，模拟卫星在轨的工作模式，还原真实场景。整星测试完成后，按计划运往酒泉并执行发射。

“我们这支200多人的团队中，真正有过航天经验的人并不多。就是靠着边学边干，我们硬是用不到1年的时间，完成了从卫星研制到发射的全过程，把计算和人工智能送上了天。”李超语气中满是感慨。

“三体”的命名，并非源自科幻，而是源于牛顿提出的“三体问题”——当有三个或更多对象协同工作时，彼此间的相互作用如同天体之间的引力作用，呈现出一种极其复杂的关系。王坚院士曾解释：“三体计算星座就是希望汇聚不同创新主体的力量，通过机制的创新，共同完成太空计算的宏伟目标。”而三体计算星座首发任务的成功，正是之江实验室联合13家合作单位共同交出的答卷，其中大多数为商业航天企业。

按照计划，三体计算星座将于2032年完成千星组网。届时，其总算力可达1000P OPS（每秒百亿亿次计算），这相当于一座城市级的算力基础设施。而杭州这座创新之城，也将在太空中刻下属于自己的闪耀坐标。

作者：何乐乐，本文刊登于《杭州》杂志2026年第5期

▼相关阅读▼

杭州布局星辰大海 冲击万亿级赛道

造卫星、制火箭、组星座 杭州万亿级航天梦一飞冲天

《名城视窗》· 逐梦星辰 “杭”向未来