太空AI数据中心竞赛：马斯克的疯狂计划与中国先行一步

全球首富埃隆·马斯克素来以不走寻常路而闻名，他总是能构想出一些看似疯狂却极具前瞻性的技术浪潮与商业蓝图。然而，这一次，中国科研团队比他率先迈出了实质性的一步。当然，这场围绕算力展开的太空竞赛才刚刚拉开帷幕。

特斯拉跑车进入太空

2018年，马斯克将他的红色特斯拉Roadster跑车送入太空，作为SpaceX猎鹰重型运载火箭的首飞载荷。为了展示火箭的强大运载能力，他决定将一辆自己的座驾送入轨道，这一创意之举令人惊叹。这是人类历史上首次有汽车出现在外太空，车内放置了一个身穿SpaceX宇航服的假人，循环播放着大卫·鲍伊的《Space Oddity》，中控屏幕上显示着“Don"t Panic”，以此向科幻经典《银河系漫游指南》致敬。

七年时光转瞬即逝，这辆跑车至今仍在日心轨道上飘荡，俨然成为一颗人造小行星，大约每一年半环绕太阳一周。由于宇宙辐射和微小陨石的撞击，车身早已布满坑洞，车内更是不复原貌。这一看似不可思议的举动，最终成为史上最昂贵也最具想象力的广告，为SpaceX、特斯拉以及马斯克本人带来了空前的品牌曝光和形象提升，后续为特斯拉吸引了大量潜在客户，也为马斯克数年后登顶全球首富奠定了基础。

多年来，殖民火星和探索太空一直是马斯克个人魅力的核心标签。在送跑车上太空之后，这位全球首富又提出了新的疯狂构想：在太空建造超级AI数据中心。上周于美国沙特投资论坛上，马斯克再次公开阐述了他的这一设想，认为未来的AI数据中心必将位于外太空，并明确提出要在五年内发射AI卫星站。

数据中心的能源饥渴

乍听起来，这个想法比送特斯拉上太空更加令人难以置信。然而，我们正处于AI算力竞争的时代，科技巨头们正疯狂在全球范围内投资AI基础设施，斥巨资建造超级数据中心。未来三到五年，仅亚马逊、谷歌、微软、Meta等美国几大科技巨头的资本支出就可能高达1.2万亿美元。麦肯锡分析师预测，到2030年全球数据中心总投资可能达到6.7万亿美元，其中约5.2万亿美元直接由AI负载驱动。

但建设数据中心面临巨大挑战：需要惊人的电力供应、大量的土地、天价的芯片以及高效的冷却系统。因此，科技巨头们大多选择在土地和电力成本较低、政府能提供税收优惠的中部内陆地区（如亚利桑那、田纳西）投资建厂。在上周的美国沙特投资论坛上，马斯克与黄仁勋共同宣布，xAI计划与沙特国资AI企业Humain合作，在利雅得郊外投资250亿美元，新建一个500兆瓦的数据中心，使用英伟达AI芯片。这一算力甚至超过xAI在田纳西州的全球最大算力中心Colossus（300兆瓦）。

在炎热的沙漠地带建数据中心并非天方夜谭，亚利桑那同样是炎热荒漠，而阿联酋也已建有超级数据中心。沙特拥有全球最丰富的太阳能资源，年均日照超过3000小时，为数据中心提供了得天独厚的能源优势。在沙特政府全力支持下，马斯克的数据中心可以获得充足的资金和能源，土地与审批不成问题，散热方面则需依赖浸没式液冷等创新技术，预计运营成本中冷却成本将占20%。

实际上，数据中心的选址首要考虑因素是电力供应，因为稳定廉价的电力已成为制约AI发展的最大瓶颈。以美国为例，2014年数据中心仅占美国总用电量的1.8%，但贝恩资本预计2030年这一比例可能升至9%。据国际能源署2025年报告，2024年全球数据中心耗电量已达415太瓦时，约占全球用电总量的1.5%，预计2030年将翻倍至945太瓦时，相当于日本全年用电总量。AI巨头们对电力的渴求已近乎疯狂，甚至开始自行发电。马斯克的xAI在用燃气轮机临时发电，微软签下协议重启核电站，OpenAI则在游说政府与企业合作，每年新增100吉瓦电力。

无尽的太阳能供应

这正是太空数据中心的最大优势。马斯克在论坛上解释道，要实现哪怕一小部分卡尔达肖夫二级文明（完全利用恒星能量），AI计算所需的能量将远超地球所能提供的数量级。例如，要打造一太瓦年级别的AI计算，在地球上几乎不可能，无论建多少发电厂或采用何种冷却技术都难以实现。因此，基于太空的太阳能AI卫星/计算集群是必然的未来。在太空中，电力和计算的性价比将迅速碾压地球。在地球轨道上，太阳能辐射强度是地表的1.36倍，在极地或地球同步轨道上，能量利用率可达99%，远高于地面的30%至40%。更重要的是，在适当轨道（如太阳同步轨道），卫星可几乎全天候接受阳光照射，不受昼夜和天气影响。

马斯克还提到散热优势：当前超级计算机机架（如GB300）大部分质量和体积其实是冷却设备；而在太空中，这些冷却设备基本可以省略，因为可直接向真空辐射热量，无需水冷或风扇。虽然无法通过空气对流散热，但可利用太空背阳面零下270摄氏度的极寒环境进行高效辐射散热。研究显示，这种散热方式的效率是地面的3倍，且不消耗宝贵的水资源。热量可通过热管或流体回路传导至卫星表面的辐射冷却板，以红外辐射形式散发到深空，从根本上解决了地面数据中心散热接近物理极限的难题。

过去几周，马斯克在各种活动上畅谈如何用星舰将新一代太阳能星链卫星送入轨道，这些卫星配备高速激光通信，直接在轨道上组成数据中心。在美国沙特投资论坛后的第二天，马斯克再次强调，这些AI卫星每年能产生100吉瓦的太阳能——相当于美国年平均用电量的四分之一。他信心满满地表示：“我们已经制定了详细计划，这将非常疯狂。”

那么，如何将芯片、太阳能板等设备送上太空？马斯克随后阐述了太空AI中心的具体构想：星舰火箭每年可向轨道发送约300吉瓦（甚至500吉瓦）的太阳能AI卫星。美国平均电力消耗约为500吉瓦，因此若每年发射300吉瓦AI算力上天，每两年太空中的AI算力就将超过全美经济目前的总用电量，且仅用于智能处理。轨道运力问题将由星舰火箭彻底解决，太阳能面板也不成问题——地面太阳能电池年产能早已超过1500吉瓦。接下来最关键的拼图是芯片生产，因此特斯拉必须拥有太瓦级晶圆厂，否则无法形成规模。按照卡尔达肖夫文明指数，要实现更高阶文明，必须在月球上大规模生产太阳能AI卫星，才能将年算力提升至100+太瓦级别。

科技巨头齐头并进

实际上，这一看似疯狂的想法并非马斯克独有。诸多AI巨头都曾设想过这一愿景，甚至已着手探索。他们的核心逻辑相同：AI对电力的需求终将大到地球无法满足，因此必须走向太空。亚马逊创始人贝佐斯上个月表示：“未来二十年内，太空数据中心的成本将打败地面。太空最终会成为持续让地球变得更好的地方之一。”他创办的蓝色起源刚刚实现了火箭定点回收，成为继SpaceX之后第二家掌握该技术的公司。虽然亚马逊尚未正式披露太空数据中心计划，但蓝色起源正加速开发新格伦火箭，旨在进一步降低发射成本。结合亚马逊云服务在全球云计算市场超过30%的份额，未来亚马逊可将太空数据中心与AI云服务整合，构建轨道版AWS。亚马逊的Project Kuiper计划于2026年中期在澳大利亚推出低轨卫星互联网服务，与Starlink竞争，2025年已成功发射首批27颗卫星，未来计划结合AWS边缘计算能力部署在轨AI数据处理节点。

谷歌母公司Alphabet最近公布了“Project Suncatcher”计划，目标是发射由太阳能供电、搭载谷歌先进张量处理单元的紧凑型卫星星座，计划2027年初与Planet Labs合作发射两颗测试卫星，每颗携带4个TPU。需要说明的是，谷歌的太空数据中心并非地面那种巨型单体建筑，而是一个由约81颗卫星组成、半径1公里的星座概念，每颗卫星都搭载谷歌的TPU。这个星座的规模将“远远超过历史上和现在任何卫星星座”。谷歌CEO桑达尔·皮查伊表示：“像所有登月计划一样，这需要我们解决许多复杂的工程挑战。”他也承认项目存在重大技术和后勤障碍，最终规模可能会调整。能源是最直接的因素，“Project Suncatcher”计划项目书写道，AI的能源需求难题已难以在地面解决，最佳方案就是发射“成群结队的卫星”，直接从太阳获取能量。在“合适轨道”上，太空太阳能板效率可比地球高整整八倍。

太空探索热门赛道

实际上，太空计算这一赛道已吸引不少探索者，诸多美国太空创业公司的项目验证了马斯克所说的太空算力趋势。根据欧洲智库欧洲空间政策研究所最新报告，过去五年已有约8100万美元私人资本流入太空数据中心项目或直接相关的关键技术领域。今年年初，佛罗里达月球探索公司Lonestar在前往月球途中和月球轨道进行数据中心运营测试，但登陆器任务并未完全成功。Axiom Space在8月向国际空间站发射了轨道数据中心原型。因与OpenAI合作而备受关注的AI基础设施初创公司Crusoe也计划在2026年底发射的Starcloud卫星上部署其云平台。本月早些时候，初创公司Starcloud已将一颗搭载英伟达H100 GPU的卫星送入太空。Starcloud-1卫星仅重约60公斤，却搭载了英伟达处理器，能够在轨运行包括谷歌Gemini变体在内的AI模型。Axiom Space首席执行官乔纳森·瑟坦在上周德意志银行会议上提到，目前在太空产生的数据有90%会丢失，增加基础设施就能解决这个问题。“如果你能在太空直接生成信息产品并传回地面，就能立刻为人们部署在太空的资产创造新的价值。”

当然，将数据中心搬到太空绝非易事，这一未来趋势也面临诸多技术难题和质疑。“作为一个工程师，光说‘我要把数据中心扔到太空因为太空很酷’是完全没意义的。”卫星通信公司CesiumAstro的CEO谢伊·萨布里普尔在同一会议上直接给瑟坦泼了冷水。首先，将设备运至太空的成本巨大；其次，维护和升级硬件极具挑战；再次，太空环境充满风险，数据中心需应对宇宙辐射、碎片垃圾和陨石冲击，防护难度极高。如何防范宇宙辐射？太空算力建设需采用军规级加固电子设备或冗余备份系统。谷歌已在67 MeV质子束下测试其Trillium TPU芯片，但技术难题仍未完全解决。Axiom Space尝试使用军规级设备应对辐射环境，而Lonestar则探索将未来月球数据中心放置在地下熔岩洞中以防辐射。同时还需设计多套计算模块备份，形成硬件冗余，以应对单点故障风险。

成本有望大幅降低

未来五年就送算力上天？行业专家认为马斯克过于乐观，这一过程至少需要十年。中佛罗里达大学教授、NASA行星物理学家菲尔·梅茨格同样非常看好太空AI服务器项目，但他认为至少十年后才能在经济学上变得合理。发射成本是最直接的问题。谷歌在提出AI卫星项目的同时指出，只有当发射成本降至每公斤200美元以下，太空数据中心的发射与运营总成本才可能与地球数据中心的能源成本“大致相当”。但马斯克有SpaceX，虽然目前Falcon火箭最低发射成本约为每公斤1400美元，但规划中的星舰火箭未来完全成熟（100多次飞行）后，预计可压低至每公斤67-100美元。要达到这一目标，需实现火箭完全重复使用、高发射频率和技术成熟，每个火箭至少飞行几十到上百次。而星舰火箭目前仍在测试阶段，不断出现失败和爆炸事故。花旗银行预测，到2040年最佳情况下发射成本可降至每公斤约30美元，较差情况下（火箭只重复使用10次左右）可能是每公斤300美元。

Starcloud公司的成本分析显示，太空数据中心的最大成本是一次性发射成本（约500万美元）和太阳能阵列成本（约200万美元），而长期能源几乎完全依靠太阳能直接提供，运营成本接近零。约翰斯顿咨询机构预测，轨道数据中心的总成本（包含发射）可能仅为地面方案的十分之一。

中国已经先行一步

与硅谷还处于计划或早期测试阶段不同，中国的太空算力已经开始先行一步。国星宇航去年11月在世界互联网大会乌镇峰会期间正式发布“星算计划”，计划由2800颗算力卫星与100个地面智算中心组网，构成天地一体化算力网络。2025年5月14日，国星宇航与之江实验室成功发射了全球首个太空计算卫星星座。首发星座包含12颗计算卫星，搭载80亿参数的天基模型，实现了“算力上天、在轨组网、模型上天”，可对L0-L4级卫星数据进行在轨处理。首发单星最高算力744 TOPS（每秒744万亿次计算），星座总算力5 POPS（每秒5千万亿次计算），总存储容量30TB，星间激光通信速率最大100Gbps。而“三体计算星座”的长期目标是建成后总算力可达1000 POPS（每秒百亿亿次计算）。当然，这场AI算力“军备竞赛”才刚刚开始。