亚轨道释放真卫星,SpaceX上市后首次发射“星舰”布局“算力上天”

拓荒号:拓荒牛 (开说)

北京时间7月25日,美国SpaceX公司的“星舰”开展第13次试飞。这既是V3版“星舰”第二次飞行,又是SpaceX公司上市后首次发射“星舰”,广受关注。而且,这次“星舰”任务最值得关注的是舱内载荷——20颗真实可用的V3版星链卫星。

“星舰”第13次试飞升空

自2023年4月首飞起,“星舰”始终进行跨大气层亚轨道试飞,也就是在太空中绕地球半圈后再入大气层,迟迟未在近地轨道上部署真卫星。第13次试飞中,“星舰”却玩了一把“有钱任性”——20颗真卫星被释放到太空中,在持续约20分钟的大气层外滑行段展开太阳翼与相控阵天线,与地面站、星链星座建立起激光通信链路,演练了在轨操作流程,随后再入大气层。

这次任务中,“星舰”完成了大部分试验目标。唯一的遗憾是,第一级返回过程中,多台发动机未成功点火,导致第一级下落速度过快而坠海爆炸。换句话说,V3版“星舰”至今没成功回收过第一级。

不过,令SpaceX公司振奋的是,第二级实现了最“丝滑”的一次溅落,不仅结构完整地漂浮在海面上,还持续传输遥测数据。马斯克随后表示,如果这次试飞数据全面复盘无误,将在下一次“星舰”任务中首次尝试用发射塔“筷子”机械臂回收第二级。

“星舰”第二级平稳溅落海面

此外,第二级进行了14秒发动机离轨点火测试,弥补了V3版“星舰”首飞时1台真空版猛禽3发动机失效而未实施离轨点火试验的遗憾,有助于提升轨道任务安全性。可以说,这次试飞让“星舰”距离首次入轨部署V3版星链卫星更近一步。

V3版星链卫星质量约2吨,太阳翼展开后约257平方米,外形堪比波音737飞机。按设计,每颗V3版星链卫星的下行容量1太比特/秒,是现役V2版星链卫星的10倍,上行容量160吉比特/秒,一举提升22倍。未来,“星舰”一次发射将部署60颗V3版星链卫星,大幅提升星座组网效率。

相比数据传输能力跃升,更值得关注的是V3版星链卫星的任务。马斯克曾透露,这款卫星不仅要缓解带宽紧张,助力推广手机直连卫星通信业务,更搭载了激光通信模块,具备可扩展的计算能力,将是未来SpaceX公司人工智能算力卫星的“雏形”。

目前,1万多颗星链卫星在轨运行,堪称全球最大的太空网络基础设施。未来,V3版星链卫星会引入更大的带宽和更强的计算能力,不仅充当通信中继器,更将打造靠近数据源、分散部署的边缘计算设施,争取让SpaceX公司畅想的“算力上天”愿景变为现实。

算力为什么要上天?因为目前美国地面数据中心在电力、土地、水、碳排放乃至汹涌民意等方面陷入困境。相比之下,太空数据中心可以“绕开”征地、接入电网、消耗淡水等障碍。最关键的是,空间太阳能供应更稳定可靠,理论上在轨部署的太阳能电池阵列单位面积发电量能达到地面的5倍以上。

为此,SpaceX公司发布了未来太空算力项目,代号“星脑”。今年初,SpaceX公司申请部署100万颗人工智能算力卫星。上市招股书明确提出,人工智能算力卫星最早将于2028年部署,远期愿景是每年入轨部署100吉瓦人工智能算力。今年6月,SpaceX公司展示了第一代算力卫星AI1的概念设计:太阳能板展开跨度约70米,峰值计算负载150千瓦,采用模块化可更换的人工智能加速器。

AI1算力卫星与不同版本的星链卫星对比示意图

然而,“算力上天”看似美好,潜在挑战也不少。

比如,近似真空中,传统对流散热“力不从心”,巨大的辐射散热器可能会挤占卫星总质量的40%以上。

再比如,面对太阳风暴和宇宙辐射,先进算力芯片的抗辐射能力未经充分考验,在轨维护难度也会远远超过地面设施。

此外,算力卫星体积更大,引发了天文学界对光污染的严重担忧,官方监管审批也存在不确定性。

因此,SpaceX公司承认,建设具有经济性的太空算力中心面临巨大挑战。如果地面核动力和芯片性能取得突破,太空算力的潜在成本优势可能会大打折扣。

而且,“算力上天”最核心的基础条件是,必须拥有一款任务周转更快、发射成本更低的大运力卫星投送工具,从根本上解决运营太空数据中心的可行性和经济性难题。以“星舰”为代表的可回收复用重型火箭,设计具有100吨级近地轨道运力,或许是“一剂良药”。但“星舰”至今仍未入轨,回收复用成本、可靠性、高频次发射潜力等仍有待观察。

尽管“算力上天”面临诸多困难,炒作泡沫令其发展存在不确定性,但如果真能实现从太空中为全球提供“无死角”的互联网和人工智能服务,市场前景无疑是光明的。因此,国外巨头争相布局相关业务:英伟达支持部署搭载H100芯片的卫星,在轨验证模型推理任务;蓝色起源申请部署5.16万颗智能算力卫星;谷歌也参与了部分“算力上天”项目。

近期,SpaceX公司股价持续下跌,支撑股价的压力较大。为改善业绩,无论是未来星链星座扩张、“算力上天”还是登月探火,“星舰”都是重中之重。因此,“星舰”需要尽快排除隐患,部署载荷入轨,持续优化回收复用和周转流程,通过大量部署星链卫星并支持“算力上天”,尽快实现商业闭环和正向循环。


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