行业背景与核心驱动力 - 新一轮太空竞赛的发令枪已打响，标志性事件包括马斯克推动SpaceX收购xAI，并提出“太空可能成为生成式AI算力成本最低的地方”的观点，同时SpaceX向美国联邦通信委员会申请部署高达100万颗的低轨卫星网络 [1] - 人工智能竞争正从芯片性能和模型规模的比拼，转向应对电力消耗、散热能力及数据中心扩容等现实瓶颈，这促使行业探索将算力与通信系统一并推向太空的解决方案 [1] - 太空算力的核心挑战并非芯片性能，而是能源供给、系统闭环与工程可行性等根本问题 [1] “天算”赛道的战略意义 - “天算”是一个尚未定型的新赛道，存在提前进入并参与定义规则的机会，一旦系统形态和运行规则被率先确立，后来者的进入成本将显著提高 [2] - 中国在“天算”领域已有布局，于2025年5月通过一箭12星成功发射全球首个“天算”星座 [5] - 对中国而言，“天算”未必是迫在眉睫的现实需求，但很可能是一个不容错过的战略节点，是一次更从容的战略前置 [10][26] 能源供给：中美基础条件对比 - 太空算力问题的核心是能源，任何算力设施都受制于电力获取、供给与散热的物理约束 [6] - 中国在电力供给侧具备规模与体系优势，2025年全社会用电量预计首次突破10万亿千瓦时，且能源结构正向“多源并行、灵活调度”转变，2026年太阳能发电量有望首次超过煤电，这为大规模算力部署提供了重要基础条件 [6][7] - 美国在芯片设计和数据中心技术上有优势，但能源供给侧面临更紧张的约束，电力扩容依赖市场化节奏且周期长，AI需求的快速增长正对电力系统形成非常规拉力，使其在探索“天算”等替代路径时具备更强的现实紧迫性 [8][10] 太空算力的关键技术挑战 - 散热挑战：太空环境中缺乏空气和水，热量只能通过辐射释放，这导致散热系统（如回路热管+大面积散热器）会迅速膨胀为平台级负载，占用大量面积、质量和姿态控制资源，从而限制单星可承载的算力密度，是一个热控、电源、结构和姿态高度耦合的系统工程 [11][12] - 数据吞吐与通信挑战：太空算力产生持续、大规模的数据流，对通信系统的要求超出传统“几颗大卫星+地面站”架构的能力，更现实的路径是采用低轨、大规模、星座化部署，通过成百上千的节点配合星间激光链路形成网状结构 [13] - 能源体系级约束：当算力负载从几十千瓦迈向兆瓦级，能源问题会从设备配置演变为体系级约束，并非简单扩大太阳能板就能解决 [14] 太空算力的工程实现路径 - 分散式路径：不追求单点大功率供能，而是将发电、算力和散热做成大量自洽的低轨节点，通过星间链路协同工作，通过数量叠加形成总体算力规模，优势在于部署渐进、容错性强，适合在轨预处理、推理与数据筛选等任务 [15] - 集约式路径：将能源和算力集中起来，形成少量高功率的轨道级节点，作为“天算”网络的基础设施，例如美国Axiom Space公司于2026年1月11日发射了2个轨道数据中心（ODC）进行工程化尝试 [15] - 更现实的前景可能是分散式星座承载大部分在轨算力任务，同时辅以少量集约式节点作为处理与中继中心 [17] “天算”的迫切需求与应用场景 - 复杂太空系统的自主闭环：大型星座（百颗、千颗、万颗级）的编队调整、避碰决策等操作频率高，将算力前推到轨道端可提升系统在通信受限或环境突变时的自主运行能力和反应速度 [19] - 数据洪流的在轨处理：太空遥感等原始数据规模的增长快于通信能力扩展，在轨进行目标识别、变化检测和数据筛选，可以减轻通信链路的负担，算力开始承担通信减负的角色 [20] - 长周期自治系统的运行：对于设计为长时间脱离人类实时干预的系统（如无人卫星星座、太空挖矿、太空机器人劳动），通信时延、窗口不连续和人类无法实时接管使得将部分计算能力嵌入天基体系成为唯一可行的工程路径 [21] 1. “天算”并非地面算力的替代，而是算力体系向太空延伸的自然分层，两者相互配合、分工明确 [22] 主要市场参与者与动态 - 行业巨头如英伟达、亚马逊、蓝色起源等已相继入场，并与SpaceX形成合力 [22][24] - SpaceX已就100万颗“天算”卫星的部署向美国联邦通信委员会提出申请，该申请被FCC主席布伦丹·卡尔亲自公示并引用，称其将作为迈向卡尔达舍夫Ⅱ型文明的第一步 [25] - 马斯克表示，随着星舰问世，大规模部署太阳能人工智能卫星的路径得以开辟，他认为这是唯一一条能够实现每年1太瓦人工智能算力部署的路径 [25]