5月14日12時12分，一箭十二顆星，太空計算衛(wèi)星星座搭載長征二號丁運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，標志著我國首個整軌互聯(lián)的太空計算星座正式進入組網(wǎng)階段。
陳良超拍攝 視頻由酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心提供
這是浙江省實驗室之江實驗室主導構(gòu)建的“三體計算星座”的首次發(fā)射，也是航天民企國星宇航“星算”計劃的首次發(fā)射。
圖片由酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心提供?汪江波拍攝
將算力和人工智能送上太空
“三體計算星座”是由之江實驗室協(xié)同全球合作伙伴共同打造的千星規(guī)模的太空計算基礎設施，建成后總算力可達1000POPS（每秒百億億次運算）。
通常，衛(wèi)星需先將數(shù)據(jù)傳回地面，再由地面數(shù)據(jù)處理中心對其進行解析，這種“天感地算”的模式受限于地面站資源、帶寬等因素，僅有不到十分之一的有效衛(wèi)星數(shù)據(jù)能傳回地面，且存在數(shù)據(jù)時效差等問題。解決這一問題正是之江實驗室構(gòu)建“三體計算星座”的出發(fā)點。
“對于之江實驗室而言，不是簡單地發(fā)衛(wèi)星，我們是要構(gòu)建太空計算星座，把算力送到太空，實現(xiàn)計算衛(wèi)星之間的互聯(lián)互通，進而把人工智能送上天。”中國工程院院士、之江實驗室主任王堅表示。
本次首發(fā)入軌的12顆計算衛(wèi)星均搭載了星載智算系統(tǒng)、星間通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)整軌衛(wèi)星互聯(lián)，具備太空在軌計算能力，將構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡。計算衛(wèi)星最高單星算力達744TOPS，星間激光通信速率最大可達100Gbps，12顆衛(wèi)星互聯(lián)后具備5POPS計算能力和30TB存儲容量。衛(wèi)星同時搭載了80億參數(shù)的天基模型，可對L0-L4級衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行在軌處理，將執(zhí)行異軌衛(wèi)星激光接入、天文科學觀測等在軌試驗任務。
圖片由酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心提供?王衡拍攝
計算星座的突破離不開太空計算軟硬件技術(shù)的攻克。之江實驗室承擔了首發(fā)任務星載智能計算機等太空計算軟硬件和天基模型的研制工作。國星宇航承擔了智能網(wǎng)聯(lián)衛(wèi)星平臺研發(fā)和整星研制工作。氦星光聯(lián)承擔了激光通信終端的研制工作。
作為計算衛(wèi)星的核心載荷，之江實驗室研究突破的星載智能計算機把衛(wèi)星算力從T級提升到P級，實現(xiàn)10-100倍的提升。星載高通量路由器作為星座天地網(wǎng)絡互聯(lián)的核心設備，將完成星間、星地和星內(nèi)百G比特高速率、低延遲網(wǎng)絡傳輸。天基分布式操作系統(tǒng)就像“星座資源管家”，能對星座的算力、存儲、網(wǎng)絡等資源進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)在軌計算任務編排調(diào)度及應用狀態(tài)監(jiān)測。首發(fā)衛(wèi)星搭載的80億參數(shù)天基模型是業(yè)內(nèi)首個多任務模型，為星座增加了智慧大腦，能夠調(diào)度衛(wèi)星協(xié)同處理多源遙感數(shù)據(jù)，在軌自主完成對地觀測任務。
“人工智能不能因為缺失算力而缺席太空?！蓖鯃员硎?，“三體計算星座”的構(gòu)建，將大大拓展太空應用的邊界，未來希望通過這個星座讓老百姓也能便利地用上計算衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等帶來的服務，這對空天產(chǎn)業(yè)的變革具有深遠意義。
有組織科研實現(xiàn)科研加速度
“三體計算星座”匯聚了不同創(chuàng)新主體的力量，在星座的建設、投入、使用等方面均探索了機制創(chuàng)新，通過共商、共建、共享、共發(fā)展的模式，共同實現(xiàn)太空計算愿景。
從項目立項啟動，到首發(fā)任務成功發(fā)射，只用了不到9個月的時間?！霸趥鹘y(tǒng)航天項目里，幾乎是不可能實現(xiàn)的?！敝瓕嶒炇矣嬎阈亲蒲腥蝿湛傮w部技術(shù)總師、天基計算系統(tǒng)研究中心副主任李超說，之江實驗室聯(lián)合國星宇航、氦星光聯(lián)、航天馭星、天鏈測控等合作伙伴，于2024年7月成立了之江實驗室計算星座科研任務總體部，實施有組織的科研。
百余個硬件、兩百余個軟件、近百萬行代碼，200多名科研人員不分晝夜，以集智攻關(guān)的努力順利完成首發(fā)任務的各項研制工作。
圖片由酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心提供?孫海英拍攝?
值得一提的是，本次發(fā)射的衛(wèi)星還搭載了廣西大學和中國科學院國家天文臺研制的宇宙X射線偏振探測器，將通過天基天文時域模型對伽馬射線暴等各類瞬變源進行在軌快速探測、證認、分類，并觸發(fā)雙星協(xié)同觀測，實現(xiàn)秒級判斷和99%的識別準確率，以“人工智能+”推動太空科學研究范式變革。
“組建一個太空計算星座，并讓星座充分發(fā)揮其價值，是一項非常龐大、極度復雜的系統(tǒng)工程。之江實驗室以實際行動探索機制創(chuàng)新，既充分發(fā)揮我們作為新型研發(fā)機構(gòu)在科技前沿領域的研發(fā)優(yōu)勢和非營利性機構(gòu)的平臺優(yōu)勢，又充分發(fā)揮企業(yè)、高校各自的創(chuàng)新優(yōu)勢，大家共同以科技創(chuàng)新來推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新?！敝瓕嶒炇尹h委書記佟桂莉表示。
在之江實驗室“三體計算星座”指揮控制大廳，首發(fā)衛(wèi)星的第一組遙測數(shù)據(jù)已經(jīng)順利回傳。而此時，科研團隊已經(jīng)馬不停蹄地投入到后續(xù)的研發(fā)工作中，確保衛(wèi)星組網(wǎng)、在軌任務等的順利執(zhí)行。
“三體計算星座”新一軌衛(wèi)星發(fā)射任務的研制工作也已經(jīng)啟動?！敖衲?，之江實驗室將攜手合作伙伴共同完成超50顆計算衛(wèi)星的星座布局?！敝瓕嶒炇矣嬎阈亲蒲腥蝿湛傮w部總指揮、之江實驗室總工程師趙志峰說。
潮新聞?記者 何冬健 林辰辰責任編輯：何昉堃
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