当前，人工智能正从文本交互、交互智能加速迈向多模态交互与执行智能，对算力的规模需求持续攀升。与此同时，全球自然灾害频发、地缘政治日趋复杂，对算力的实时响应能力提出了前所未有的高要求。然而，现有算力设施高度依赖地面基建，在远海、极地、沙漠等区域存在明显覆盖盲区，且抗毁能力不足。一边是需求爆炸式增长，一边是算力覆盖的空白。如何弥合这道鸿沟？
“构建覆盖太空与地面的天地一体算力基础设施，正是破局的关键。”国家超级计算天津中心党组书记、首席科学家孟祥飞说，通过将算力部署从地面延伸至太空，有望从根本上消除覆盖盲区、提升系统韧性，满足实时响应与规模扩张的双重需求。近日，在2026世界智能产业博览会人工智能与太空数智设施发展交流会上，太空数智基础设施联合攻关体正式组建。该攻关体聚焦我国天地一体算力基础设施，力争通过全链条协同创新，在关键技术领域取得突破。
新组建的联合攻关体关注星上超级算力载荷产品化、在轨智能处理单元、星地协同调度及太空系统自治运维等关键共性技术，目的是构建起算力协同、任务协同、数据协同的天地一体超智数融合基础设施。
孟祥飞介绍，将地面成熟的算力设施搬上太空面临多重难关。
供电是第一道坎。目前全球功率最大的人造卫星，发电功率25千瓦，而未来天基超级数智装置的需求起步就指向100千瓦甚至兆瓦级，相差一个数量级以上。这不仅需要轻量化、高效率的柔性太阳电池阵，还要求能源与热控一体化设计。“换句话说，星上算力载荷必须在极端体积、重量、功耗和辐射环境中运行，与航天平台的能源、热控、结构深度绑定，单点突破根本无法解决问题。”孟祥飞介绍。
算力面临巨大跨越。目前全球已部署的卫星单星峰值约1P级，而未来天基数智基础设施的需求是单星算力达到100P以上。“整整两个数量级的跃升，绝非简单的性能堆叠，而是要求在高密度集成结构、分布式计算架构等软硬件领域实现从0到1的原创突破。”孟祥飞说。
星地协同同样是绕不过去的坎。星地链路存在数百毫秒时延和间歇性连接，传统模式下，一个地面站一天只有几十分钟的通信窗口，卫星过境才能上传指令。一旦遇上突发应急计算需求，从地面发起到卫星响应往往耗时数十分钟，最佳处置时机早已悄然流逝。未来太空算力网络要求实现近实时协同，地面动态分配算力，卫星自主调整任务队列。只有突破星上轻量级调度器、星地预测性资源预留等技术，才能彻底扭转“过境才能操控”的被动局面。
在轨无人值守也是难关。对于卫星的故障，传统做法是地面发现故障后发送指令修复。可链路不通的时候，从故障发生到修好，短则几小时，长则几天，卫星在此期间可能功能降级甚至直接失效。“未来百千瓦级大算力卫星将搭载成百上千个计算核心，故障概率将指数级上升，地面根本来不及管。”孟祥飞说。唯一的出路，是让卫星自己“长”出免疫力——微重启、任务迁移等全面自愈能力，实现零人工干预下的稳定运行。
面对这些难题，联合攻关体已经圈定了多个关键技术方向，涵盖模块化可扩展算力载荷、星载高性能国产芯片、在轨智能运管、空间计算软件栈、能源热控一体化、空间用柔性太阳电池阵、星地任务协同调度等多个关键领域。其中，国家超级计算天津中心以“天河”系列超级计算机为核心，拥有异构算力统一调度、超大规模并行计算等长期积累的核心技术，将为天基算力网络构建提供重要的地基“操作系统”级能力支撑。与此同时，飞腾、曙光、中电科蓝天、航天518所等单位也将在星载芯片、能源热控、柔性太阳电池阵等各自优势领域协同发力。（记者 陈 曦）
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