谷歌的“阳光捕手”项目与轨道人工智能的崛起

将人工智能送入轨道

随着人工智能的蓬勃发展，出现了几个供应瓶颈。首先是GPU，这种专用硬件从小众游戏用途转向人工智能数据中心的大规模应用。因此，英伟达…… (NVDA +0.19% )作为行业领导者，该公司已发展成为全球最大的公司。

但另一个限制因素正在出现：能源供应。

这是因为如今衡量人工智能数据中心的标准不再仅仅是计算能力，而是能耗。这就是原因。 人工智能公司正争先恐后地重启核电站, 确保首批小型模块化反应堆原型机的安全 或 州监管机构正在加快审批新建燃气发电厂的进程。.

随着数据中心能源需求的激增，人们的目光转向了另一种选择：太空太阳能发电。

我们已经在“”中对利用轨道卫星提供无限能源的可能性进行了广泛的分析。太空能源解决方案带来无尽的清洁能源“。

但这种概念总是受到一些限制，例如需要将太阳能转化为电力，将电力转化为微波并将其传输回地球，然后再将其转化回电力。

这增加了电力卫星的复杂性，需要更多的地面基础设施，并且由于每次能量转换都会造成损耗，因此整体效率会大幅降低。所以，这种方法只能通过非常低成本的轨道发射来实现。

或者，如果直接在轨道上使用电力，效率会更高，也更容易实现经济效益。尤其是在最终“产品”可以轻松送回地球的情况下。

因此，从理论上讲，太空数据中心可能是理想的选择：它们需要大量的电力，但将计算结果发送回地球是件微不足道的事情，不需要新的基础设施，也不会造成能源损失。

基于这一理念，Alphabet/Google刚刚宣布：“捕日计划设想一下，一个轨道人工智能计算系统会是什么样子。

“受到谷歌其他登月计划（如自动驾驶汽车和量子计算）的启发，我们已经开始着手进行必要的基础工作，以期有朝一日实现这一未来。”

我们正在探索如何利用配备我们张量处理单元 (TPU) 人工智能芯片的太阳能卫星互联网络，充分利用太阳能。

为什么它可能有效？

太阳能难以应用于数据中心和人工智能的关键原因之一在于，这些应用需要持续可靠的电力供应。然而，地面太阳能发电具有间歇性，夜间会停止工作。

但是，位于合适轨道上的太阳能电池阵列可以全天候不间断发电，不会出现任何电力中断或波动。阳光直射也大大提高了这些电池板的发电效率。

“太阳是我们太阳系中最强大的能源，它释放的能量是人类总发电量的 100 万亿倍以上。”

在合适的轨道上，太阳能电池板的效率可以比在地球上高出8倍，并且几乎可以持续发电，从而减少对电池的需求。

然而，任何人工智能计算要想在轨道上运行，都需要开发和测试一些关键技术。

轨道人工智能的关键挑战

用于轨道人工智能的高带宽星间链路

现代数据中心极其复杂，将成千上万甚至数百万个计算硬件部件连接在一起，对连接性和可靠性有着非常高的要求。

由于我们目前向轨道发射物体的能力仍然仅限于相对较小的物体，因此任何规模较大的太空数据中心都需要由相互通信的卫星网络构成。

目前的卫星间链路 (ISL) 技术仅能提供 1-100 Gbps 的数据速率，远低于谷歌目前在其人工智能数据中心中使用的低延迟光芯片间互连 (ICI) 技术所提供的每芯片每秒数百吉比特的速率。

相反，谷歌提议使用商用现成 (COTS) 密集波分复用 (DWDM) 收发器技术。

该系统的工作原理是将每个信号分配给红外光谱中特定的、唯一的波长（颜色）的光。这样，同一台望远镜就可以同时接收来自多颗卫星的数据。

来源: Google

当距离变得非常短时（例如，10 厘米望远镜的距离约为 10 公里），使用现成组件的台式演示器成功实现了 800 Gbps 单向（1.6 Tbps 双向）传输。

因此，从理论上讲，已经存在现成的技术可以实现轨道人工智能数据中心卫星之间这种高密度的数据传输。

轨道星座

大多数卫星星座通常会在卫星之间保持较大的距离，以限制碰撞风险并保持最佳轨道轨迹。

但谷歌提出的“阳光捕手计划”设计方案要求数据中心星座之间的距离要近得多。例如，一个由81颗卫星组成的星座将聚集在一个半径为1公里（3280英尺）的球体上。

来源: Google

该公司的计算表明，即使考虑到大气阻力、太阳辐射、冷却辐射、月球引力、其他卫星等干扰造成的轨道稳定性不完美，这样的星座也可以保持稳定。

这意味着，虽然轨道漂移不可忽略，但利用传统卫星技术应该可以控制这种漂移。

“对于所描述的星系团示例，将轴比调整为 2:1.0037 可以将 J2 漂移降低到参考轨道最大距离每公里 <3 米/秒/年。”

该研究还提到，此类卫星星座的规模可能存在上限，因为在某种程度上，卫星会开始相互干扰，以捕获阳光或排出废热。

来源: Google

硬件的抗辐射性能

大多数计算机硬件都容易受到辐射的影响，宇宙辐射和太阳辐射可能会随机地将“1”变成“0”，从而导致计算错误。

对于“阳光捕手”项目，谷歌正计划使用其自主研发的TPU（张量处理单元），该TPU被称为 延龄.

他们通过将Trillium暴露于67MeV质子束下来测试其对太空辐射的抵抗力，并测试其冲击性能。 总电离剂量 （TID）和 单事件效应 （SEEs）。

在 Trillium TPU 的不同组成部分中，高带宽存储器 (HBM) 子系统对 TID 最为敏感。

HBM 是 SEE 最敏感的组件，主要表现为无法纠正的 ECC 错误 (UECC)。

(HBM) 子系统仅在累积剂量达到 2 krad(Si) 后才开始出现异常，这几乎是预期（屏蔽）五年任务剂量的 3 倍。在单个芯片上，即使承受高达 15 krad(Si) 的最大测试剂量，也未发现任何可归因于 TID 的硬故障。

总的来说，这令人惊讶，表明 TPU 具有极强的抗辐射能力，特别适合太空数据中心。

经济可行性

因此，从 TPU 到卫星通信和轨道动力学的掌握，现有技术似乎已经足以在太空中建造数据中心，至少在选择正确的设计时是如此。

当然，这只有在这些数据中心与地球上的数据中心相比具有经济竞争力时才有意义。

先前对地球利用太空太阳能的经济可行性分析倾向于将 500 美元/公斤的价格（送至地球静止转移轨道 (GTO)）视为轨道能源项目的可行性阈值，这相当于约 200 美元/公斤的价格（送至低地球轨道 (LEO)）。

能否实现这一目标很大程度上取决于 SpaceX 扩大生产规模的能力以及其迄今为止最大的火箭“星舰”的重新发射计划。

如果学习速度能够保持下去——这需要每年发射约 180 次星舰——到 2035 年左右，发射价格可能会降至每公斤 200 美元以下。

按照这个价格，发射和运营一个太空数据中心的成本，按每千瓦/年计算，可能与同等规模的地面数据中心的能源成本大致相当。

总的来说，要实现轨道飞行，降低成本似乎需要达到相当高的标准。但如果过去十年来的成本下降趋势在该技术领域得以延续，那么这也不是不切实际的。

结语

轨道数据中心不太可能在 2030-2035 年之前成为现实，这主要是因为首先需要进一步降低发射成本。

但这并不意味着在此之前，实验、测试和原型制作不会使这个想法取得进一步进展，正如谷歌的“阳光捕手”项目所展示的那样。

其他知名的AI公司，例如微软，也可能参与其中。 (MSFT -0.35％)OpenAI、Meta (META -2.65％)或阿里巴巴 (BABA -2.68％) 他们还会测试他们自己对这个想法的改进版本。

有两家公司很可能在这个领域迅速行动，其中一家是SpaceX，因为埃隆·马斯克也是SpaceX的所有者。 人工智能和亚马逊 (AMZN -0.22％)杰夫·贝佐斯紧随SpaceX之后，拥有自己的太空公司蓝色起源。

投资Orbital AI数据中心

行星实验室

除了Alphabet本身之外，专注于太空数据中心理念的投资对象还包括Planet Labs。这是因为谷歌选择Planet Labs作为其“太阳捕手计划”（Project Suncatcher）技术测试的合作伙伴。

“我们的下一步是与 Planet 公司合作开展学习任务，计划在 2027 年初发射两颗原型卫星，在轨道上测试我们的硬件，为未来太空大规模计算时代奠定基础。”

Planet Labs目前专注于地球观测卫星。该公司拥有约200颗地球成像卫星，是历史上规模最大的卫星群，每天对地球陆地进行成像。

这些图像具有高分辨率，并包含高光谱数据（可见光+红外线和紫外线），因此可用于大地测量、农业、保险、金融和政府（包括军事应用）。

它们可用于监测、灾害响应（野火、龙卷风等）、国防和情报、基础设施测绘、甲烷排放检测等。

来源: 行星实验室

该公司提供透明的定价方案，根据覆盖的全球区域和所需面积（以平方公里为单位）提供不同的订阅服务。90%的收入来自经常性收入，包括年度或多年期合同。

来源: 行星实验室

Planet Labs 在 2025 财年的收入为 245 亿美元，比 2022 年的 122 亿美元翻了一番，其中 2026 年第一季度的收入创历史新高，调整后的 EBITDA 在 2025 年第四季度首次转为正值。

最大的收入来源是北美地区（45%），国防和情报部门占收入的一半以上。

来源: 行星实验室

作为值得信赖的数据提供商，无论航天工业走向何方，Planet Labs 都可以从以下几个趋势中受益：

• 它可以将图像授权给人工智能公司，或者自己使用它们来训练自己的人工智能，以实现更好的实时监控和新颖的见解。
• 它将受益于 SpaceX、Relativity Space 和 Rocket Labs 等发射服务提供商之间的价格战，从而降低其卫星群的维护和更换成本。
• 它将受益于卫星制造的规模经济，使新的、功能更强大的型号更便宜，正如它所证明的那样 最近，它还增加了高光谱数据.
• 更大的运载火箭应该能够实现更大、功能更强大的卫星，并且可能具有更长的使用寿命，因为这主要取决于卫星可以容纳并用于维持稳定轨道的燃料量。

看来，在不到两年的时间内，该公司还将积累与谷歌共同创建和运营轨道人工智能数据中心的经验。

总的来说，除了像SpaceX（可能在2026年上市）或Rocket Labs这样的火箭公司股票之外，Planet Labs也是一只值得关注的股票，可以押注于不断增长的轨道经济。 (RKLB +4.19% ).

（你可以 请阅读我们专门介绍 Planet Labs 的投资报告，了解更多关于该公司商业模式和未来发展的信息。.)