路透社近日援引消息人士称，美国SpaceX计划在明年年底前发射轨道人工智能计算测试。这一次，SpaceX要把数据中心直接发射到地球轨道上。简单说，就是让一颗颗卫星变成太空机房，在轨道上吸收太阳能，运行AI芯片，再把计算结果传回地面。
这个想法足够大胆，地球上的AI数据中心正在疯狂吃电，缺电、缺水、缺土地，已经成了硅谷和全球科技巨头绕不开的难题。把机房搬到太空，似乎一下子绕过了地面电网、冷却用水和土地审批。
但航天工程的一个概念能不能打动人心，和它能不能被物理学允许，是两回事。SpaceX的轨道野心很大，可它真正要撞上的是真空、热量、质量和轨道资源共同筑起的一堵物理学硬墙。
此前，美国联邦通信委员会已经接收了SpaceX关于轨道数据中心系统的申请。文件显示，SpaceX申请的是一个新的非地球静止轨道卫星系统，规模最多可达100万颗卫星，运行高度大约在500公里到2000公里之间，既包括30度倾角轨道，也包括太阳同步轨道。首代AI1卫星的设想峰值功率约150千瓦，持续算力功率约120千瓦。
这个数字一出来，很多人第一反应是夸张。毕竟，现在整个地球轨道上的卫星数量只有几万颗，与100万颗完全不是一个量级。SpaceX当年为星链也曾申请过远高于初期部署数量的规模，这类申请本身有争取弹性空间的意味。
SpaceX显然不满足于当火箭公司，也不满足于做卫星互联网服务商。它想把发射、卫星制造、星间激光通信、地面终端和AI算力打包成一条新产业链。下一步，如果卫星不只是转发互联网信号，而是直接承担AI计算任务，SpaceX就能从互联网连接公司变成算力公司。
为什么SpaceX会盯上轨道数据中心？根源还是AI太费电了。
国际能源机构的分析显示，全球数据中心用电量到2030年可能达到约945太瓦时，接近翻倍增长。AI带来的加速服务器用电增长更快，许多地方已经出现数据中心排队接入电网的情况。
在这个背景下，太空看起来是源源不断获取电能十分理想的地方。因为太空没有云层遮挡，没有昼夜地面天气变化。如果放在合适的太阳同步轨道上，太阳能板可以获得接近连续的光照。
相比起受天气、昼夜和土地限制的地面太阳能，轨道太阳能板只要姿态控制得好，单位面积发电潜力确实更高。对于一个被电网卡住的AI产业来说，这像是一扇新门。
然而，能源不会凭空消失。芯片吃进去的电，最后必须排出去。地面数据中心可以用风冷、水冷、液冷，甚至把热量带到冷却塔和大型水系统里。太空没有空气，也没有水体环境可以把热直接带走。
这正是很多人误解太空的地方，太空很冷，可真空不是冰箱。冰箱能带走热量，是因为里面有气体流动、压缩机和热交换器。真空里没有空气分子帮忙搬热，航天器最终只能靠红外辐射把热慢慢散出去。太阳能越强，算力越大，散热压力越大。
一台普通电脑热了可以转风扇，一座地面机房热了可以开冷水机组。太空数据中心不行，它必须带着巨大的散热器上天。
这就引出了一个非常朴素的物理规律，热辐射能力取决于散热面积、材料发射率和温度。温度越高，辐射越强，但芯片不可能无限升温。芯片温度太高，漏电、错误率和寿命都会恶化。
所以大多数时候，工程师能真正放大的变量就是面积。功率越高，散热器越大。算力越密集，散热器越夸张。
有研究估算，一个1兆瓦级的轨道数据中心，光是太阳能板和散热器就需要数千平方米量级的面积。另有分析认为，1兆瓦轨道数据中心需要大约2500平方米的散热器面积，还不包括平台结构、姿态控制、电池、屏蔽、防护和通信设备。
这是什么概念？1兆瓦放在地面数据中心里很小，远远算不上巨型工程。今天真正的大型AI数据中心，规模已经奔着数百兆瓦甚至吉瓦级去。可到了太空，1兆瓦就已经需要像展开球场一样的结构。
SpaceX披露的AI1草案中，提到110平方米的可展开液体散热器。散热器要尽量避开太阳，太阳能板又要尽量朝向太阳，通信设备还要保持链路方向，姿态控制难度自然上升。
更麻烦的是，低轨环境还很恶劣。紫外线、原子氧、带电粒子都会让材料老化，太阳能板会衰减，散热涂层也会退化。地面数据中心坏了很容易去换零件，太空中的服务器坏了，要么冗余设计，要么等待维修航天器，要么提前报废。
这就把成本重新拉了回来，为了让芯片活得久，卫星要带更多防护。为了散热，要带更多面积。为了寿命，要带更多冗余。每增加一公斤，都要付发射和制造成本。火箭再便宜，也不可能把质量成本抹成零。
欧洲航天局长期跟踪空间碎片问题，当前在轨可跟踪物体已经达到数万级，其中活跃载荷也在快速增加。更令人担心的是，厘米级碎片数量远远更多，这些碎片虽小，速度却极高，足以对航天器造成严重破坏。
如果一个轨道数据中心系统真的走向百万级，问题就不仅是单颗卫星能否工作，而是整个轨道环境能否承受。每颗卫星都需要避碰，每颗卫星都要退役离轨，每颗卫星都有失效概率。单颗概率很小，乘上巨量规模以后，就会变成系统性压力。
天文学界的担忧也不会小，大型卫星星座已经影响地面望远镜观测，一些研究还指出，低轨卫星的反光轨迹也会影响哈勃、巡天类空间望远镜和未来天文任务。SpaceX过去曾与天文学界合作降低星链亮度，但轨道数据中心卫星可能更大，太阳能板和散热器面积更显眼，控制反光并不容易。
说到这里，并不代表轨道数据中心没有前景。更合理的判断是，它可能先从小而专的任务开始，而不是一上来替代地面AI工厂。比如地球观测卫星每天产生海量图像，如果先在轨道上筛选云图、提取目标、压缩关键信息，再把结果传回地面，就能减少下行链路压力。
再比如空间态势感知、导弹预警、在轨避碰、月球和深空探测任务，都需要更快的本地计算。对于这些任务，把算力放到轨道上，逻辑很清楚。数据本来就在太空产生，就近处理可以节省时间和带宽。
真正难的是把地面通用AI训练和大规模推理搬上轨道，大模型训练需要庞大的芯片集群、高速互联、频繁维护、快速迭代和稳定供应链。今天GPU机柜在地面数据中心里还要面对供电和散热挑战，把它搬到真空、辐射和高速飞行的轨道上，只会多出一串新的问题。
SpaceX要在太空中建数据中心，还要面临很多物理学难题的考验。
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