中国计算机行业协会太空计算工作委员会日前在北京成立,在成立大会上,中国科学院院士结合全球航天产业发展现状,围绕商业航天与太空计算的发展阶段、现存痛点、未来机遇分享最新研判。在他看来,受国际轨道资源竞争、国内产业政策落地两大因素双重驱动,太空计算已经跳出实验室研发范畴,成为商业航天规模化发展绕不开的刚需。
内外倒逼,发展已成必答题
回顾航天产业变迁,王院士表示,过去航天发展主要由各国政府主导,是基于规划下达的科研任务,缺乏市场化基因。上世纪末,美国率先推动航天产业的商业化转型,依靠资本入局压低研发成本;SpaceX发起星链项目后,全球商业航天驶入快车道。我国从2015年逐步放开航天市场化准入,2020年卫星互联网被划入新基建,此后商业航天连续多年被写入政府工作报告,升级为战略性新兴支柱产业。国家统计局数据显示,去年我国完成宇航发射92次,其中50次属于商业航天发射,海量小卫星批量上天,直接催生了在轨算力需求。
“国际轨道资源‘先申报先占有’的规则,促使各国加快星座和太空算力布局。”王院士谈到,高轨卫星轨道资源储量固定,低轨此前业内预估饱和总量约5万颗,但SpaceX先后申报近5万颗卫星,后续又申报百万级计算卫星;卢旺达企业更是一次性申报32.7万颗卫星,本质都是抢占稀缺空天资源。我国一次性向ITU申报20.3万颗卫星,既是守护空天权益,也倒逼国内同步布局太空计算,避免未来在空天基础设施领域陷入被动。
为什么一定要把算力搬到太空?王院士总结了三大现实刚需。第一,未来天上卫星动辄上万颗,无法沿用地面测控中心人工逐条下发指令的传统模式,必须依靠星上AI自主管控;第二,卫星在轨拍摄的数据量远超下行带宽,近半数影像因云层遮挡没有实际价值,全部传回地面计算会造成巨大资源浪费,星上预处理能大幅减负;第三,森林防火、短时龙卷风、精细化小气候预报等场景,需要分钟级数据研判,数据传回地面再处理无法满足时效要求。以火情监测为例,传统卫星只能识别温度异常,误报频发,搭载星上计算后,卫星可直接回传起火位置、过火面积等有效信息,落地实用价值大幅提升。
天感天算,赋能多场景应用
针对业内普遍质疑“地面算力还没做透,没必要急着发展太空计算”的声音,王院士指出,太空计算的核心变革恰恰是摒弃过去“卫星天上采集、数据全部回地面运算”的传统模式,实现“天感天算”,让卫星在轨完成数据筛选、智能研判,只回传有效信息。
在此基础上,他梳理了五大落地可行的关键技术。一是抗辐照芯片,通过不断优化集成电路技术,在太空辐射环境下提供所需算力;二是星间激光通信,这项技术从早年美日试验的1Mbps,发展到国内实测400Gbps、国际向Tbps迈进,设备成本、体积均大幅下降,成为卫星组网的关键;三是分布式星座架构,参考地面服务器集群组网思路,上万颗卫星搭建分布式算力网络在逻辑上可行;四是星上智能推理,大模型在地面完成训练,再轻量化部署到卫星使用;五是能源与热管理,太空只能依靠太阳能供电、通过辐射散热,马斯克提出构建百米级巨型太阳能帆板,虽然落地难度高,但打开了太空供能的研发思路。
蓄势待发,机遇与挑战共存
谈及国内产业现状,王院士直言,当前我国商业航天发展面临三大结构性困局,制约产业健康成长。一是经费来源失衡,地方政府为发展产业投入大量资金,但并非最终用户,易导致投资偏离市场规律;二是成本与价格倒挂的投资困局,行业低价竞争甚至低于成本报价,“跑马圈地”式的恶性竞争难以为继,企业普遍亏损导致资本信心受挫,陷入“融资难—低价抢单—亏损—融资更难”的恶性循环;三是市场秩序不统一,体制内、混合制、民营企业面临差别化定价与准入标准,缺乏公平透明的竞争环境,长期来看不利于产业健康发展。
放眼长远,行业机遇与挑战并存。
在商业航天浪潮下,中国航天产业迎来四个机遇。
一是体制改革释放活力,国际商业航天的快速崛起,正在倒逼中国航天体制深化改革,推动航天工业的发展模式从“国家主导”向“国家+市场”双轮驱动转变。
二是市场规模加速扩容,卫星互联网、遥感应用、在轨制造等新业态涌现,万亿级新产业快速崛起;从初创公司到互联网巨头纷纷布局,航天产业正从“小众赛道”迈向“大众赛道”。
三是成本革命倒逼转型,SpaceX等国际巨头通过可复用火箭等技术,将发射成本从数万美元每公斤降至数千美元,倒逼企业加快转型升级,谁能率先掌握低成本技术、实现工业化生产,谁就能抢占市场先机。
四是供应链重塑催生蓝海。商业航天需要大规模、标准化的工业级供应链,而这一体系在国内尚未真正建立。从元器件到整星组装,各环节存在巨大空白。对于民营企业而言,供应链重塑的过程是难得的市场蓝海,也是决定企业成败的关键胜负手。
挑战也同样存在。市场层面,行业商业模式尚未成熟,同质化竞争激烈,民营企业需主动挖掘差异化发展空间;技术层面,航天领域门槛高、创新难度大,核心技术攻关与人才储备仍是关键瓶颈;成本层面,商业航天成本要求与传统航天存在量级差距,必须通过工业化生产、供应链优化实现成本可控;质量层面,航天产品不可维修的特性,要求企业在低成本与高可靠性之间找到平衡;资本层面,行业硬科技、长周期、高回报的属性,对资本耐心提出较高要求;人才层面,行业对复合型创新人才需求迫切,现有培养规模难以匹配产业增速,必须打破思维定式,增强对人才培养的投入。
作者丨张心怡 刘璐(实习生)编辑丨邱江勇美编丨马利亚监制丨连晓东
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