1. 電力短缺正成為制約AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵瓶頸，這已不再是遙遠的擔憂，而是科技巨頭們必須直面的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

2. 就在英偉達透露其太空計算構想后不久，谷歌迅速跟進。公司首席執(zhí)行官桑達爾·皮查伊正式對外公布了名為“Project Suncatcher”（捕日者計劃）的前沿項目，意圖將人工智能算力體系推向地球之外。

3. 這一計劃的核心理念極具未來感：把谷歌自研的TPU芯片部署到近地軌道衛(wèi)星中，直接利用無遮擋的太陽能為AI訓練提供能源支持。盡管聽起來如同科幻小說中的情節(jié)，但谷歌已經(jīng)明確了階段性目標——預計于2027年發(fā)射兩顆原型衛(wèi)星進入預定軌道。

4. 當前全球數(shù)據(jù)中心的能耗增長迅猛，猶如不斷擴張的能源黑洞。相比之下，太陽每秒鐘釋放的能量高達3.86×10^26瓦，相當于人類當前總發(fā)電能力的超過100萬億倍。這一巨大能量來源若能有效利用，將徹底改變能源格局。

5. 在太空中，光伏系統(tǒng)的效率遠超地面。由于沒有大氣吸收、云層遮擋和晝夜交替的影響，空間太陽能裝置可實現(xiàn)接近全天候運行，發(fā)電效率可達地面電站的八倍以上。這種優(yōu)勢使得天基供能具備理論上的經(jīng)濟潛力，前提是技術與工程難題能夠被攻克。

6. 谷歌并未選擇傳統(tǒng)思路——即在太空發(fā)電并通過微波或激光向地面輸電，而是提出了一種更具顛覆性的方案：構建一個漂浮在軌道上的分布式“太空數(shù)據(jù)中心”。該系統(tǒng)由多顆搭載TPU的衛(wèi)星組成，彼此協(xié)作形成高性能計算集群。

7. 這些衛(wèi)星將部署于晨昏太陽同步軌道，這一特殊軌道確保它們幾乎始終處于日照區(qū)域，從而大幅減少對儲能電池的依賴。各節(jié)點之間通過高帶寬激光鏈路互聯(lián)，旨在打造一個持續(xù)在線、高效運轉的空間AI運算平臺。雖然設想大膽，但從物理原理和技術路徑上看，并非遙不可及。

8. 技術門檻：讓衛(wèi)星像數(shù)據(jù)中心一樣溝通

9. 真正的技術核心并不在于發(fā)射本身，而在于如何實現(xiàn)衛(wèi)星之間的高速協(xié)同。地面TPU集群內部的數(shù)據(jù)傳輸速率普遍達到數(shù)百吉比特每秒，甚至更高。然而目前商用星間通信鏈路的速率僅限于1至100Gbps之間，存在數(shù)量級差距。

10. 針對此問題，谷歌采取了一種非常規(guī)策略：讓衛(wèi)星以極近距離編隊飛行，間距控制在幾百米到數(shù)公里范圍內?？s短距離可顯著降低信號衰減，使原本用于地面機房的高速光互連技術得以應用。團隊設定的目標是實現(xiàn)單鏈路10太比特每秒的通信能力。

11. 實驗室測試已取得初步成果：研究人員成功實現(xiàn)了單向800Gbps的光信號傳輸，雙向聚合速率達到1.6Tbps，驗證了技術方向的可行性。

相關論文（來源：Google）

12. 要維持數(shù)十乃至上百顆衛(wèi)星長期穩(wěn)定地保持如此緊密的相對位置，是一項前所未有的航天控制挑戰(zhàn)。為此，谷歌工程團隊開發(fā)出一套先進的軌道動力學模型，綜合考慮了地球非均勻引力場、稀薄大氣阻力、太陽輻射壓等多種擾動因素。

13. 模擬結果顯示，在海拔約650公里的高度上，由81顆衛(wèi)星構成的星座中，相鄰單元間的相對距離可在100至200米區(qū)間內動態(tài)波動。

14. 實現(xiàn)這一點需要極其精密的姿態(tài)與軌道控制系統(tǒng)。任何微小偏差都可能引發(fā)連鎖碰撞風險。不過模擬分析也表明，通過適度的周期性軌道修正，整個星座可以在較低燃料消耗下維持長期穩(wěn)定運行。

15. 另一個不可忽視的實際問題是太空輻射環(huán)境。高能宇宙射線和太陽粒子流會對電子器件造成累積損傷，影響芯片可靠性。為評估TPU的耐受能力，谷歌將其最新一代Trillium架構芯片送入粒子加速器，接受強度達67MeV的質子束轟擊測試。

16. 測試結果令人鼓舞：芯片在累計接受2 krad輻射劑量時才開始出現(xiàn)軟錯誤，這一數(shù)值接近預期五年任務總量的三倍。在極端條件下，個別樣本承受了高達15 krad的輻照仍未完全失效。

17. 結合適當?shù)钠帘卧O計與冗余機制，足以支撐TPU在軌可靠運行五年以上，滿足基本服役周期要求。

18. 錢的問題：發(fā)射成本正在快速下降

19. 再先進的技術構想最終都要面對商業(yè)邏輯的拷問：投入是否值得？過去，高昂的發(fā)射費用一直是限制太空應用普及的主要障礙。但谷歌通過對歷史數(shù)據(jù)與行業(yè)趨勢的深入分析發(fā)現(xiàn)，情況正在發(fā)生根本性轉變。

20. 得益于SpaceX等企業(yè)推動的可重復使用火箭技術，單位質量發(fā)射成本呈指數(shù)級下降。據(jù)預測，到2030年代中期，低軌發(fā)射價格有望降至每公斤200美元以下。

21. 在此成本水平下，建設并運營一個天基計算星座的總體開銷，或將與同等算力規(guī)模的地面數(shù)據(jù)中心十年電費支出相當。這意味著，從全生命周期成本角度看，太空方案已具備潛在競爭力。

22. 當然，這仍屬于理想化估算。實際落地過程中尚有諸多未解難題：例如，如何解決真空中缺乏空氣對流帶來的散熱困境？硬件故障后能否遠程修復或更換？長距離通信是否會拖慢模型訓練收斂速度？這些問題尚未找到成熟解決方案。

23. 盡管如此，谷歌推進該項目的決心清晰可見。他們已與知名小型衛(wèi)星制造商Planet建立合作關系，共同開展原型星的設計與集成工作。2027年的發(fā)射計劃并非空談，而是進入了實質性籌備階段。

24. 更深層次來看，這項計劃更像是面向未來的戰(zhàn)略布局。當前地球上電力供應尚能勉強跟上AI算力擴張的步伐，但考慮到AI訓練需求每年近乎翻倍的增長曲線，能源瓶頸的到來只是時間問題。

25. 相比屆時被動應對，提前十余年布局新型基礎設施顯得更為明智。即便太空數(shù)據(jù)中心短期內難以取代陸基設施，作為一項關鍵技術儲備，其戰(zhàn)略價值不容低估。

26. 此外，項目研發(fā)過程中所催生的技術衍生品同樣意義重大。例如超高精度星間光通信模塊、大規(guī)模衛(wèi)星編隊控制算法、抗輻射加固集成電路等，均具備廣闊的民用與商業(yè)轉化前景。

27. 總體而言，“捕日者”計劃成敗尚難定論，畢竟前方仍有重重技術險峰待攀。

28. 但它明確傳遞出一個信號：當陸地資源無法承載AI膨脹的野心時，科技領軍者已經(jīng)開始認真謀劃向浩瀚宇宙尋求新出路。