財聯(lián)社12月17日訊（編輯 瀟湘）在SpaceX確認有意明年進行首次公開募股(IPO)據(jù)稱尋求1.5萬億美元估值，以及馬斯克強烈支持在太空部署數(shù)據(jù)中心之后，連華爾街賣方機構(gòu)也開始深入研究起了這一概念。

在過去一周，摩根士丹利和德意志銀行僅相隔數(shù)日發(fā)布了兩份幾乎相同的研報。它們的核心結(jié)論是：雖然實現(xiàn)該計劃存在明顯的技術(shù)挑戰(zhàn)，但這些挑戰(zhàn)更多似乎屬于工程限制而非物理限制。此外，谷歌、OpenAI和貝索斯的藍色起源似乎都在探索實現(xiàn)途徑，這一事實令分析師和科學家們備受鼓舞。

目前谷歌的“太陽捕手計劃”正通過與Planet Labs合作，力爭在2027年發(fā)射原型衛(wèi)星。另據(jù)報道，OpenAI的奧爾特曼曾考慮收購火箭公司Stoke Space，而谷歌前CEO埃里克·施密特則實際收購了Relativity Space——部分動因正是他對太空數(shù)據(jù)中心的興趣；藍色起源團隊也在該技術(shù)領域深耕了多年。

以下，不妨讓我們深入剖析這項曾被視為天馬行空的科幻構(gòu)想將如何成為科學現(xiàn)實。為此我們摘錄了德意志銀行及摩根士丹利研究報告中的核心觀點。

衛(wèi)星基礎知識

衛(wèi)星通常由兩部分構(gòu)成：衛(wèi)星平臺和有效載荷。

衛(wèi)星平臺是衛(wèi)星的主體結(jié)構(gòu)框架及支撐系統(tǒng)，相當于使衛(wèi)星能在太空運行、維持軌道并抵御真空、輻射和極端溫度等嚴酷環(huán)境的“載體”。核心組件包括物理框架、太陽能電池板、熱管理系統(tǒng)、推進系統(tǒng)及光學終端。有效載荷則是執(zhí)行衛(wèi)星主要任務的專用設備或儀器。對于數(shù)據(jù)中心衛(wèi)星(DCS)，其有效載荷即GPU或TPU。

衛(wèi)星平臺與有效載荷可由單一廠商全鏈條制造——如SpaceX的星鏈、亞馬遜的LEO，也可采用分包模式。參考案例：上月初創(chuàng)企業(yè)Starcloud(原名Lumen Orbit)發(fā)射的衛(wèi)星搭載了基于Astro Digital Corvus-Micro系列總線的英偉達H100芯片，運行大型語言模型。

為何有必要將數(shù)據(jù)中心置于太空？

隨著人工智能推高計算需求，地面數(shù)據(jù)中心正面臨能源、散熱和延遲等結(jié)構(gòu)性瓶頸。太空數(shù)據(jù)中心或可解決這些問題。

能源方面——在合適軌道(如晨昏軌道)上，太陽能板可全天候獲取免費太陽能，且因缺乏大氣層過濾/散射陽光，其能量強度比地表高出40%。因此，運營商可在軌道上產(chǎn)生高達6-8倍的能量(利用持續(xù)可用性+更高輻照度)，避免處理昂貴/復雜的地面電網(wǎng)，同時消除電池備份需求。

冷卻——冷卻系統(tǒng)在地面數(shù)據(jù)中心里是一項巨大負擔，約占總能耗的40%，需要使用大量水/管道。英偉達創(chuàng)始人黃仁勛近期曾指出：在2噸重的GPU機架里，多達1.95噸屬于散熱部件。而在太空環(huán)境中，只需在衛(wèi)星背向太陽的暗面安裝一個被動散熱器，即可將廢棄熱量直接排放至真空空間。

延遲問題——在真空空間中傳播的光學激光鏈路比地面上的光纖電纜速度更快，潛在速度快出40%以上。這是由于玻璃的折射率以及地面電纜路徑非直線造成的。與此同時，衛(wèi)星在太空中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量眼下正日益增加（例如影像、氣象數(shù)據(jù)、氣候監(jiān)測）。目前，這些數(shù)據(jù)需要被下載到地球進行處理，這種方式速度慢且占用大量帶寬。但通過將數(shù)據(jù)中心部署在靠近衛(wèi)星的地方（即“邊緣計算”），處理過程可以直接在軌道上更快地完成，僅需將最終結(jié)果或洞察數(shù)據(jù)傳回地面。

可擴展性——據(jù)埃隆·馬斯克透露，SpaceX目前占據(jù)全球運載能力的90%。但隨著可重復使用火箭普及，以及藍色起源、Rocket Lab等新興發(fā)射服務商——包括中國加速布局，每公斤運載成本下降與運載總能力提升，將推動更大規(guī)模、更模塊化的空間基礎設施部署。

全球邊緣連接——當規(guī)?；渴鸩⒅糜谧罴衍壍罆r，空間數(shù)據(jù)中心理論上可提升分布式用戶與邊緣計算任務的連接效率。通過利用低地球軌道或混合軌道星座，理論上可將計算資源置于距主要人口中心僅數(shù)毫秒延遲的范圍內(nèi)，相比長距離地面?zhèn)鬏斅窂斤@著降低時延。

主權(quán)與安全因素——另外，一個有趣的原因是主權(quán)甚至安全因素。近年來全球范圍內(nèi)不難看到，許多地方社區(qū)正抗議在其所在地建造數(shù)據(jù)中心，并且某些地區(qū)可能存在地緣政治擔憂。地面數(shù)據(jù)中心也可能容易受到物理攻擊和自然災害的影響。

在太空部署數(shù)據(jù)中心的挑戰(zhàn)有哪些？

盡管太空數(shù)據(jù)中心的理論依據(jù)相當合理，但在成本和工程層面仍存在若干關鍵挑戰(zhàn)。

首先，火箭發(fā)射成本依然過高。可重復使用的獵鷹9號商業(yè)發(fā)射標價約7000萬美元，假設其毛利率約40%，實際成本仍可能達到3000萬美元，這意味著每公斤運載成本約1500美元。根據(jù)谷歌“太陽捕手計劃”白皮書，發(fā)射成本需降至200美元/千克以下才具可行性，這要求SpaceX星艦進入常態(tài)化發(fā)射節(jié)奏。

其次，熱管理仍構(gòu)成挑戰(zhàn)——盡管其成因與地面冷卻不同。太空環(huán)境雖寒冷，卻是真空狀態(tài)或完美絕緣體，這意味著熱量只能通過輻射慢慢排出，而無法通過對流方式快速散發(fā)(如風扇吹風)。GPU具有極高的功率密度，會在小范圍集中區(qū)域產(chǎn)生熱量。要有效冷卻大型AI集群，數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)需要配備巨型被動散熱器面板。因此散熱器設計必須實現(xiàn)突破性進展，才能使太空數(shù)據(jù)中心真正可行。

第三，輻射會加速芯片老化。宇宙射線和高能質(zhì)子可能持續(xù)轟擊衛(wèi)星。有趣的是，谷歌白皮書通過模擬發(fā)現(xiàn)：TPU邏輯核心對輻射耐受性良好，但HBM(高帶寬內(nèi)存)在較低輻射劑量下，就會開始出現(xiàn)錯誤。對此有一些簡單的解決方案，例如用厚重的鉛或鋁包裹服務器，但這必然增加衛(wèi)星質(zhì)量。

第四，太空環(huán)境下的維護極不現(xiàn)實。因此衛(wèi)星可能需要升級為更高規(guī)格的“太空級”硬件以確保壽命，這將推高成本。雖然有人提議使用軌道轉(zhuǎn)移飛行器(OTV)進行維護，但建造能執(zhí)行復雜機動的飛行器成本過高(例如需要機械臂來更換部件)。

馬斯克的宏偉愿景

德意志銀行預測，到2025年底星鏈用戶數(shù)將突破900萬，實現(xiàn)同比翻番，再次彰顯其強勁發(fā)展勢頭——該數(shù)據(jù)尚未計入任何移動網(wǎng)絡運營商(MNO)渠道的D2D用戶。

展望未來，馬斯克透露星鏈將為數(shù)據(jù)中心開發(fā)V3衛(wèi)星的改良版。需知V3衛(wèi)星配備高速激光鏈路，下行速率/吞吐量可達1Tbps，但因體積龐大必須由星艦運載發(fā)射。這些衛(wèi)星將通過鏈路互聯(lián)，并搭載機載計算設備處理數(shù)據(jù)后再向地球傳輸。

本月早些時候，馬斯克在X平臺回應時提及每年部署100萬顆衛(wèi)星(每顆功率100千瓦)，可實現(xiàn)每年新增100吉瓦的人工智能算力。若按V3衛(wèi)星質(zhì)量1200-2000公斤估算，這意味著需部署50-80萬顆衛(wèi)星。毋庸置疑，該數(shù)據(jù)令人難以置信。華爾街投行預測認為最終的星鏈V4或V5代衛(wèi)星還將大幅提升體積與性能。作為參考，V3代設計容量已達V2迷你版的10倍。

此外，馬斯克提出在月球建造衛(wèi)星工廠（預計將運用特斯拉Optimus人形機器人），并利用電磁軌道炮將衛(wèi)星送至月球逃逸軌道，無需火箭推進。這是因為月球重力僅為地球的六分之一且無大氣層（無空氣阻力），從月球部署衛(wèi)星所需能量更少。

馬斯克認為這最終將推動人工智能算力突破100 TW大關，助力人類邁向卡爾達肖夫II級文明。II級文明常被稱為“恒星文明”，指能夠掌控母星全部能量輸出的社會形態(tài)，具備行星改造與星際航行能力(當然，對一個連財政赤字都無法平衡的星球而言，該目標未免過于樂觀)。

市場影響

從總體潛在市場規(guī)模來看，德意志銀行認為數(shù)據(jù)中心衛(wèi)星對火箭發(fā)射服務商和衛(wèi)星制造商，均構(gòu)成了全新的增量機遇。

鑒于超大規(guī)?？萍计髽I(yè)資本雄厚，若有意愿可輕松資助未來部署——這曾是某些低軌道寬帶星座項目（如Rivada）面臨的資金隱患。初期部署規(guī)模料將較小，旨在驗證工程與經(jīng)濟可行性——預計在2027-28年啟動。若取得成功，衛(wèi)星星座規(guī)模將在2030年代逐步擴展至數(shù)百乃至數(shù)千顆。

在德意志銀行的報告中，初步篩選顯示有三家上市公司有望在太空數(shù)據(jù)中心興起時受益，包括：

Planet Labs——該公司正與谷歌合作開發(fā)原型衛(wèi)星，計劃于2027年發(fā)射測試TPU散熱及編隊飛行等功能，最終構(gòu)建軌道人工智能集群。公司管理層強調(diào)這是競爭性項目，彰顯其具備大規(guī)模低成本衛(wèi)星生產(chǎn)驗證能力，該公司自成立以來已建造、發(fā)射并運營超過600顆衛(wèi)星。

Rocket Lab——該公司可通過多種方式支持數(shù)據(jù)中心衛(wèi)星部署，包括利用“中子號”（Neutron）火箭幫助發(fā)射衛(wèi)星，但更重要的是，它可以利用自己的衛(wèi)星平臺大規(guī)模制造衛(wèi)星，并在內(nèi)部生產(chǎn)關鍵組件，包括高效太陽能電池/電池板和激光光學終端（通過即將完成的收購實現(xiàn)）。

直覺機器(Intuitive Machines)——通過擬收購Lanteris公司，德銀認為直覺機器將獲得可搭載GPU/TPU有效載荷的衛(wèi)星平臺。Lanteris在制造高功耗散熱衛(wèi)星方面經(jīng)驗豐富，其1300 GEO系列衛(wèi)星可產(chǎn)生20千瓦以上電力，并采用先進散熱器和熱循環(huán)系統(tǒng)處理高功率電子設備產(chǎn)生的熱量。展望未來，該公司可能需要將此類能力轉(zhuǎn)移至300 LEO系列，或打造專為DCS設計的全新平臺。

而摩根士丹利則重點關注了多家未上市企業(yè)，若太空數(shù)據(jù)中心概念在近期獲得驗證，這些企業(yè)很可能很快上市。

Starcloud——Starcloud是一家位于華盛頓州的初創(chuàng)公司，由Philip Johnston(首席執(zhí)行官)、Ezra Feilden(首席技術(shù)官)和 Adi Oltean(首席工程師)于2024年創(chuàng)立。該公司的使命是部署軌道數(shù)據(jù)中心，利用豐富的太陽能、被動輻射冷卻和太空規(guī)模的基礎設施，為AI和云計算工作負載提供服務。根據(jù)PitchBook的數(shù)據(jù)，在Y Combinator、NFX、FUSE VC 等加速器和種子投資者，以及Andreessen Horowitz和紅杉資本等主要基金的支持下，他們已經(jīng)籌集了超過2000萬美元的種子資金。

Axiom Space——這是一家總部位于休斯頓的商業(yè)航天基礎設施公司，由Michael T. Suffredini與Kam Ghaffarian于2016年創(chuàng)立。該公司正開發(fā)“軌道數(shù)據(jù)中心”（ODC）產(chǎn)品線，計劃于2025年底前將首批兩個自由飛行ODC節(jié)點送入近地軌道。這些節(jié)點旨在為商業(yè)、民用及國家安全客戶提供安全的云端數(shù)據(jù)存儲與處理服務，通過與開普勒通信公司、Spacebilt公司等合作伙伴建立光學星際鏈路及太空服務器系統(tǒng)。據(jù)PitchBook數(shù)據(jù)顯示，該公司迄今已從Type One Ventures、Deep Tech Fund Advisors等投資者處籌集逾7億美元資金。

Lonestar Data Holdings——Lonestar Data Holdings是一家總部位于美國佛羅里達州的公司，成立于2018年左右，由首席執(zhí)行官Christopher Stott領導。該公司正致力于開發(fā)月球及太空數(shù)據(jù)中心基礎設施。例如，其“自由號”（Freedom）載荷已搭乘獵鷹9號火箭，隨直覺機器的Athena號月球著陸器發(fā)射，以創(chuàng)建首個商業(yè)月球數(shù)據(jù)中心。