美国公司要让AI数据中心“上天”中国科学报

随着支撑人工智能（AI）热潮的大型数据中心在地球上越来越不受欢迎，各家公司正计划将它们搬入太空。

据报道，过去数月，包括美国太空探索技术公司（SpaceX）、谷歌与蓝色起源在内的企业，纷纷公布计划——向近地轨道发射大型卫星星座。这些卫星星座的运作方式与地面数据中心内部互联的计算机类似，可大规模处理、存储与传输数据。

将这类“轨道数据中心”部署于太空，理论上可解决人们对其能源、水资源消耗及土地大面积占用的担忧。其核心思路是，卫星星座直接利用太阳能供电，避免加剧地球用电成本；同时依托太空天然低温环境冷却设备，不再消耗地球的水资源。

一些公司发射卫星星座，希望建设轨道数据中心。图片来源：NicoElNino/Alamy

各大企业一边不断推进卫星设计并获取发射许可，一边力争让轨道数据中心在未来数年内落地。不过，一些研究人员认为，要将这一科幻级技术变为现实还需要更长的时间。

打造服务于AI的轨道数据中心，这一构想并非新近出现。真正引爆这一领域的节点是今年1月，埃隆·马斯克创立的SpaceX宣布，拟发射100万颗卫星构建轨道数据中心。相比当前近地轨道约1.5万颗卫星，这一数字骇人听闻。美国乔治城大学的Kathleen Curlee表示：“整个领域热度瞬间爆发。”

今年3月，美国特朗普政府发布《纳税人保护承诺》，进一步推动数据中心“上天”。谷歌、OpenAI及马斯克的xAI等企业签署承诺，同意自建算力设施或全额承担数据中心用电成本，避免由美国民众买单。

要使这些项目取得成功，仍需要克服几个工程难题。

太空虽比地球寒冷，但处于真空环境，AI芯片产生的巨额热量难以自行散失。国际空间站已配备太空散热技术，但美国宾夕法尼亚大学的Igor Bargatin指出，现有设备重量过大、发射成本过高，难以满足轨道数据中心的规模化需求。

美国卡内基·梅隆大学的Ken Mai表示，高能质子等太空辐射粒子撞击芯片时，可能导致二进制位翻转，造成数据损坏。不过，谷歌去年发布白皮书称，其现有Trillium芯片在质子束辐射下保持稳定。“芯片耐受辐射的极限仍未明确。”Bargatin说。

Bargatin补充说，若近地轨道卫星数量暴增，太空交通管理将面临巨大挑战——卫星碰撞呈指数级增加，产生大量碎片，最终可能使部分轨道区域彻底废弃。

天文学家同样十分担忧，卫星已严重干扰太空观测图像。英国皇家天文学会数据显示，若SpaceX的计划落地，智利甚大望远镜拍摄的每张图像将损失10%的数据。

马斯克公开表示看好轨道数据中心前景。他在今年瑞士达沃斯世界经济论坛上称：“太空将成为部署AI成本最低的地方，两年内即可实现，最迟不超过3年。”但SpaceX内部远没那么乐观，公司直言其“轨道AI算力”计划依赖“未经证实的技术”，且“可能无法实现商业盈利”。

多数研究人员认为，轨道数据中心从概念到成熟长路漫漫。“至少10年，甚至15至20年，才可能达到如今地面数据中心的普及程度。”Curlee说。