1月31日,据美国联邦通信委员会(FCC)最新披露文件显示,SpaceX向FCC提交一项名为“轨道数据中心系统(Orbital Data Center System)”的申请,提议在近地轨道部署最多100万颗卫星,建设太空轨道数据中心,将搭载大规模的计算能力,用于运行人工智能模型。
在申请文件中,SpaceX指出,轨道数据中心是当AI计算需求快速成长时,最具经济效益且最节能的方式,利用近地轨道上近乎无限的太阳能,为高能耗的AI模型提供算力支持。
目前,该申请还需FCC审核。
最具野心太空算力计划
在申请文件中,SpaceX称人工智能、机器学习和边缘计算的需求增长速度超过了地面基础设施的处理能力,并指出继续在地球上为AI需求供电将面临极大挑战。其预计全球数据中心的电力需求到2035年将翻一番以上,达到约1200-1700太瓦时(TWh),占全球总电力消耗的比例最高将达4%,且地面数据中心冷却系统每年还需消耗大量能源和水资源。
因此,SpaceX将“轨道数据中心系统”视为迈向未来的重要一步,助力人类成为由太空基础设施驱动的多行星文明。
据其介绍,“轨道数据中心系统”将在500至2000公里的高度范围内运行,跨越多个轨道层以满足全球需求,其轨道构型包含30度倾角轨道以及太阳同步轨道,最大限度依靠太空中近乎持续的太阳能进行发电,与地球上的数据中心相比,可降低运营成本和环境影响。
SpaceX还计划设计并运营多款不同硬件版本的卫星以优化各轨道运营效率,每颗卫星都将配备散热板以便在太空真空环境中散热,卫星在轨运行寿命为五年。此外,新的星座的高速卫星激光链路不仅可以连接本系统的卫星以及SpaceX第一代和第二代星链系统中的卫星,还能实现高速数据传输,数据最终将被路由到世界各地的地面站点。
SpaceX在文件中指出,依托可回收火箭“星舰”强大的运力,未来每年可向轨道输送数百万吨物资,使得在太空部署算力的速度和规模将远超地面,且对环境影响更小。SpaceX还认为,轨道AI算力体量未来或将超过整个美国经济体的电力消耗总和,而这套方案的重要优点,是可避免地面电网改建扩容的巨额成本和施工难题。
不过,SpaceX在文件中并未披露“轨道数据中心系统”部署具体时间表,甚至特别申请豁免FCC发射时间规定,即项目方必须在获批6年内部署其许可卫星数量的50%,并在9年内完成全部部署。这暗示了该计划是一项短期内难以完成全部部署的超长期工程。
同时,“轨道数据中心系统”实际部署数量应难达到100万,目前全球在轨卫星总数仅约1.5万颗,按照产业惯例,运营商通常会申请高于实际需求的数量——以星链为例,SpaceX曾申请4.2万颗许可,但目前实际在轨仅约9600颗。
太空掀起数据中心建设潮
在当下由AI驱动的数据中心建设浪潮中,相比于传统的地面扩容路径,马斯克显然更青睐太空方案。
“人工智能部署成本最低的地方将是太空,这种情况将在两年内,或许三年内,最迟三年内成为现实。”马斯克在1月22日举办的世界经济论坛现场阐述称。他指出,太空数据中心逻辑成立的核心在于同时具备能源与散热的完美条件,太空上不仅拥有取之不尽的太阳能供应,而且只需将散热器置于背光侧,即可利用3开尔文(约-270℃)的深空极寒环境完成自然冷却。
在太空数据中心领域,SpaceX当前拥有难以复制的护城河。
首先是发射成本的绝对优势,SpaceX几乎垄断了美国商业发射市场,猎鹰九号火箭复用次数已突破20次,正在测试的“星舰”(Starship)未来有望将发射成本进一步压低。
马斯克预计SpaceX在2026年会实现火箭完全可重复使用,目前SpaceX的助推器已经实现了部分可重复利用。这种垂直整合能力,使得SpaceX在部署太空数据中心时拥有最低的发射和部署成本。
马斯克认为,AI的核心限制因素是电力供应,芯片产量指数级增长,但全球电力供应的年增长率仅为4%-10%,对此,马斯克曾在社交网络表示:“星舰每年应该能将大约300吉瓦、或许500吉瓦的太阳能AI卫星送入太空。”
同时,已在轨运行的逾9000颗星链卫星构成了现成的通信骨干网,只需在此基础上升级搭载AI推理芯片,即可快速形成算力矩阵。加之马斯克商业帝国中xAI的大模型研发、X平台的应用场景以及特斯拉的终端需求,已形成完整的内循环生态。
瞄准这一赛道的并非只有SpaceX。
谷歌已通过“追日计划”(Project Suncatcher)布局,计划将自研TPU芯片送入轨道,利用高带宽无线通讯构建星座算力网,并预计在2027年进行试射。与此同时,英伟达支持的初创公司Starcloud已于2025年11月成功将搭载H100芯片的卫星送入轨道。Starcloud称,下一代卫星“星云2号”将配备GPU集群、存储和热管理系统,将于今年发射部署到太阳同步轨道上。
不过,无论是谷歌的TPU卫星还是Starcloud的试验星,本质上仍处于原型验证阶段。
中国也在行动。
2025年5月14日,之江实验室将12颗算力卫星发射入轨,开始“三体计算星座”组网。
据介绍,这些卫星最高单星算力为744TOPS,星间激光通信速率最大可达100Gbps,12颗卫星互联后具备5POPS计算能力和30TB存储容量。据之江实验室规划,“三体计算星座”建成后总算力为1000POPS(每秒百亿亿次运算)。
2025年11月27日,北京市科委等部门披露“太空数据中心”建设规划。
根据规划方案,北京拟在700至800公里的晨昏轨道上,建设运营功率超过千兆瓦(GW)的集中式大型数据中心系统,开展天基数据中继传输和计算服务。该系统单座设计功率约1GW,可容纳百万卡级的服务器集群,将大规模AI算力真正搬入太空。
北京星辰未来空间技术研究院院长张善从透露,该工程将分三步走:2025至2027年为技术攻关期,重点突破能源散热瓶颈,实现“天数天算”;2028至2030年转向降低成本与在轨组装,跨越至“地数天算”;最终在2031至2035年实现卫星的量产与大规模组网,确立“天基主算”的战略地位。