一、太空算力优势明显，部分国家开始布局
太空算力本质是近地轨道分布式太空数据中心。太空算力卫星通常指具备强大计算和数据处理能力的卫星，它们在轨道上直接完成数据的采集、分析、存储与智能提取，构建天基算力网络，其核心逻辑是利用太空的独特优势，从根本上解决地面AI数据中心（AIDC）面临的瓶颈。
传统边缘计算的核心逻辑是将算力节点部署于终端设备邻近区域，以此实现降低传输延迟、削减网络成本的目标。太空算力是将计算资源部署于近地轨道等太空轨道空间，通过星间链路形成分布式算力网络，与地面数据中心构建起“去中心化分布式调度+高性能在轨处理”的协同融合模式，该架构不仅继承了边缘算力低时延、高自治的技术优势，更突破了地面算力的场景限制，具备轨道侧大模型训练、遥感数据协同处理、任务指令实时反馈等高阶能力。
太空算力主要优势
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优势 |
核心原理与数据支撑 |
带来的效益 |
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能源高效 |
晨昏轨道是一种特殊的太阳同步轨道，卫星沿着地球的晨昏线运行几乎可以24小时持续接受阳光照射，容量因子>95%。太空无大气衰减，太阳辐照强度比地表高约40%,太空的总辐照量达到地球的六倍，同样的太阳能电池板，在太空的发电量是地面的4-5倍。轨道能源成本可低至0.002美分/千瓦时，仅为美国批发电价(0.045美分)的1/22 |
近乎无限、边际成本极低的清洁能源供给，结合深空天然冷源，获得廉价的电力，是应对AI电力需求爆炸的根本途径 |
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散热卓越 |
太空的真空和极寒温环境(约-270℃)为天然散热场，热量可通过辐射直接散逸，无需复杂的液冷或风冷系统，也不需要消耗水资源，只需在卫星背光面安装散热器即可 |
零水资源消耗，散热系统能耗近乎为零，从根本上解决散热难题 |
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部署灵活 |
卫星制造与发射周期以“月”计，可模块化快速部署，完全规避地面所有审批与物理瓶颈。单颗卫星算力可达744TOPS,12颗互联后总算力突破5POPS,相当于3000台高端笔记本的计算能力 |
实现算力基础设施的快速、灵活扩展，响应市场需求的速度远超地面 |
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数据高效 |
地面数据中心的机架通过光纤连接，本质上是激光在光缆中传输。而在太空中，可以使用激光直接在绝对真空中连接卫星，响应时间从“小时级”压缩至“秒级”,比传统“天感地算”模式减少一半时延，数据传输量减少90%,带宽利用率从10%提升至60%以上。此外，从用户体验看，卫星直连手机可简化“手机-基站-光纤网络-数据中心”的冗长路径 |
极大提升处理与传输效率，释放星地通信带宽压力，并为最终用户提供更低延迟、更低成本的交互体验 |
数据来源：观研天下数据中心整理
根据观研报告网发布的《中国太空算力行业发展现状分析与投资前景研究报告（2026-2033年）》显示，太空集群具备无限线性扩展的特点，不会受到困扰同规模地面项目的物理与规划限制。若当前算力发展趋势延续，到2027年将需要多个GW集群才能训练最大的大语言模型。Llama5或GPT-6这类模型通常需要5GW集群的发电量，这一功率将超过美国最大发电厂的容量。
相较于地面数据中心，2025年11月2日，美国Starcloud借助SpaceX的猎鹰9号，将搭载英伟达H100芯片与谷歌Gemini大模型的卫星Starcloud-1成功送入轨道，将在太空运行GoogleGemma大语言模型，并实时处理合成孔径雷达数据，标志着人类首次将数据中心级GPU送入太空。
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国家 |
企业 |
进展 |
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美国 |
Starcloud |
2025年11月2日成功发射全球首颗搭载NVIDIAH100GPU的AI算力卫星，并计划在2027年推出“太空GPU云服务”,2030年建成40兆瓦轨道数据中心集群 |
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谷歌 |
宣布“捕光者计划”(ProjectSuncatcher),计划2027年初发射搭载TPU的原型卫星，验证在轨AI与星间光链路分布式训练的可行性 |
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Meta |
BoozAllen在国际空间站国家实验室部署Meta开源AI模型的Llama3.2 |
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SpaceX |
马斯克已明确规划利用星舰(Starship)大规模部署太空数据中心，目标在4-5年内实现每年部署100GW的AI算力 |
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RedHat |
2025年8月与商业航空公司AxiomSpace合作，开展国际空间站数据中心项目。Axiom正在开发ISS轨道数中心单元AxDCU-1，计划于2025年春季送入国际空间站，运行行RedHat的边缘云平台，用于在轨测试云计算、AI/ML、数据融合与空间网络安全，为“轨道数据中心”形态做工级验证 |
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欧盟 |
ASCEND |
欧盟的在轨数据中心可行性研究项目ASCEND将在2031年部署太空数据中心架构概念验证，2036年部署首个太数据中心，目标是到2050年部署1GW的计算能力。 |
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欧洲航天局 |
PhiSat-1搭载了英特尔MovidiuMyriad2VPU，具备机载AI处理能力 |
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中国 |
之江实验室 |
“三体计算星座”计划2030年建成包含1000颗卫星的全球网络覆盖 |
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国星宇航 |
2025年5月14日完成“一箭十二星”发射 |
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北京星空院 |
计划在700-800公里晨昏轨道建设并运营GW集中式大型数据中心 系统 |
数据来源：观研天下数据中心整理
二、太空算力发展条件已然成熟
太空算力的部署仍面临多重挑战，包括运载能力与发射成本、电子元器件的抗辐射性能、在轨能源供给、运维保障等。但相关技术与产业瓶颈正通过材料、芯片、火箭、测控等多领域的协同推进逐步突破，各项难点已具备较为明确的研发路径和技术攻关方向。展望未来，海外太空算力有望伴随星舰的商业化成功，在未来五年内初步实现经济闭环。
太空算力部署技术难点及解决方案
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公司 |
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太空高能粒子辐射造成的损毁问题 |
Starcloud |
计算单元浸泡在冷却剂中实现辐射屏蔽，并在晨昏轨道部署以降低辐射水平。 |
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TrilliumTPU抗辐射能力强，能在高辐射剂量下保持稳定运行。 |
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真空环境下的热管理问题 |
Starcloud |
采用主被动结合的液冷散热方案，并配备可展开式辐射散热器，将热量高效传导至外部并辐射到太空。 |
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采用热管与辐射器组成的被动散热系统，高效传递芯片热量至辐射表面散发。 |
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太空能源供给以及阴影期储能问题 |
Starcloud |
采用超薄硅片作为超轻薄膜电池，可在发射时折叠，进入太空后展开，并在晨昏轨道实现近乎连续的阳光照射。 |
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星间组网动态拓扑以及通信不稳定问题 |
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将搭载TPU的卫星群在晨昏轨道编队飞行，利用密集波分复用光通信与多光束并行传输，实现高精度编队控制。 |
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无人维护下的长期稳定运行问题 |
SpaceX |
星链卫星配备多个激光终端，实现高速、长距离的稳定星间链路，并通过多高度层星座降低切换延迟。 |
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Starcloud |
采用模块化设计与系统冗余，支持在轨更换与持续运行。 |
数据来源：观研天下数据中心整理
2、产业政策推动算力卫星规模化部署
我国卫星互联网起步较晚，在军民融合等国家政策支持下，商业卫星计划蓬勃发展。2015年，国家发布了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025)》，旨在大力支持商业卫星产业的发展。2020年4月，国家发改委首度将卫星互联网、5G等作为“新基建”纳入到国家战略工程，自此卫星互联网进入了快速发展期。2025年3月政府报告提出，将开展新技术新产品场景大规模应用示范行动，推动商业航天、低空经济等新兴行业安全健康发展。2025年11月，国家航天局发布的《推进商业航天高质量安全发展行动计划（2025—2027年）》中提出，到2027年，商业航天产业生态高效协同，科研生产安全有序，产业规模显著壮大，创新创造活力显著增强，资源能力实现统筹建设和高效利用，行业治理能力显著提升，基本实现商业航天高质量发展。
国家通过准入松绑、千亿级基金支持、设施共享等政策托举算力卫星技术攻关与场景开拓，叠加地面算力面临的能源与散热瓶颈，太空算力的独特优势愈发凸显，正推动算力卫星从试验阶段迈向规模化部署，相关需求将迎来爆发式增长。
2025年以来商业航天/卫星政策
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时间 |
政策/事件 |
具体内容 |
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2025年11月 |
国家航天局 |
设立商业航天司，专职统筹监管、审批与产业服务，终结多头管理，审批效率显著提升 |
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2025年11月 |
《国家航天局推进商业航天高质量安全发展行动计划(2025—2027年)》 |
到2027年，商业航天产业生态高效协同，科研生产安全有序，产业规模显著壮大，创新创造活力显著增强，资源能力实现统筹建设和高效利用，行业治理能力显著提升，基本实现商业航天高质量发展 |
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2025年8月 |
《关于优化业务准入促进卫星通信产业发展的指导意见》 |
优化卫星通信准入，支持手机直连卫星、低轨物联网星座商用试验 |
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2025年5月 |
《卫星网络国内协调管理办法(暂行)》 |
优化卫星频率/轨道国内协调流程，降低报送门槛，提升申报效率 |
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2025年3月 |
《政府工作报告(2025)》 |
定位商业航天为“新兴产业”,支持新技术新场景示范 |
数据来源：观研天下数据中心整理
3、火箭技术持续进步，发射成本持续下降
太空数据中心能使一个40MW算力集群运行10年的总成本有效降低。尽管初始发射成本较高，但在10年维度上，太空数据中心凭借极低的能源与散热成本，实现总成本的数量级降低。随着SpaceX“星舰”等完全可重复使用运载器成熟，发射成本有望进一步大幅下降，其经济性将进一步凸显。
40兆瓦集群在太空与陆地运行10年成本对比
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成本项目 |
40MW地面数据中心 |
40MW太空数据中心 |
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能源成本(10年) |
$1.4亿(假设电价$0.04/kWh) |
$200万(太阳能阵列成本) |
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发射成本 |
无 |
$500万(含计算模块、太阳能与散热器) |
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冷却能耗成本 |
$700万(约占总能耗5%) |
利用高温差提高冷却效率，显著降低更低 |
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用水量 |
170万吨(约0.5L/kWh) |
无需用水 |
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建筑/卫星平台 |
成本相近 |
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备用电源 |
$2000万(商业化设备) |
无需备用电源 |
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其他数据中心硬件 |
成本相近 |
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辐射屏蔽 |
不需要 |
$120万(按1kg/kW计算，发射成本$30/kg) |
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总成本 |
$16700万 |
$820万 |
数据来源：观研天下数据中心整理
进入太空的成本一直是制约太空经济发展的最大瓶颈。在可回收技术成熟之前，太空发射行业长期遵循着一次性使用的模式。发射任务完成后，其大部分结构，尤其是价值高昂的一级助推器，都会被抛弃，在大气层中烧毁或坠入海洋，导致太空活动仅局限于少数国家和巨头。
得益于火箭技术的持续进步，以及民营火箭企业数量的逐步增加导致市场竞争加剧，近几年中国火箭发射成本持续下降，由2020年的每公斤11.5万元下降至2025年的每公斤6.7万元，随着技术进步和产业链成熟，预计2030年中国火箭发射成本有望进一步降至每公斤4.3万元。
数据来源：观研天下数据中心整理
4、频轨资源紧缺，加剧各国抢占太空战略资源
根据国际电信联盟（ITU）的明确要求，卫星频率及轨道使用权的获取，采用“先到先得”的竞争方式，且不能“光占不用”，申请后7年内必须发射第一颗卫星，第9/12/14年完成星座总规模的10%/50%/100%。当前，能够单独使用、实现全球覆盖的L、S、C频段资源几乎殆尽，目前集中使用的Ku、Ka频段同样是GEO宽带卫星的主用频段，同时星座之间还要留出一定频率间隔防止相互干扰，协调难度大。而C、Ka频段要面对5G网络的激烈争夺，Q/V频段也已被巨头企业提前布局。
商业航天频率资源使用情况
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频段 |
频率范围 |
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L |
1-2GHz |
资源几乎殆尽；主要用于地面移动通信、卫星定位、卫星移动通信及卫星测控链路等 |
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S |
2-4GHz |
资源几乎殆尽；主要用于气象雷达、船用雷达、卫星定位、卫星移动通信及卫星测控链路等 |
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C |
4-8GHz |
随着地面通信业务的发展，被侵占严重，已接近饱和；主要用于雷达、地面通信、卫星固定业务通信等 |
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X |
8-12GHz |
通常被政府和军方占用；主要用于雷达、地面通信、卫星固定业务通信等 |
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Ku |
12-18GHz |
已接近饱和；主要用于卫星通信，支持互联网接入 |
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Ka |
26.5-40GHz |
正在被大量使用；主要用于卫星通信，支持互联网接入 |
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Q |
36-46GHz 46-75GHz |
开始进入商业卫星通信领域 |
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大赫兹 |
0.1-10THz |
正在开发 |
数据来源：观研天下数据中心整理
全球卫星互联网建设正掀起新一轮浪潮，多个国家相继推出星座部署计划。当前国际市场上，Starlink、OneWeb、Kuiper等系统占据主导地位，其中美国SpaceX公司自2015年启动的“星链”项目尤为突出。该项目历经多次方案优化，最终规划三期工程总计发射近4.2万颗卫星，截至目前发射超万颗卫星，进展领先全球。
我国目前拥有三大万颗星座计划，包括中国星网（GW星座）、上海垣信（G60千帆星座）以及蓝箭鸿擎科技（鸿鹄-3星座），目前发射进度不及规划。截至2025年12月，星网累计发射127颗，千帆累计发射组网卫星数达到108颗（不含2024年以前的4颗试验星）。根据ITU规定以及各星座申报时间，意味着国网需在2029年9月之前部署1300颗卫星、千帆在2032年8月前部署1500颗卫星、鸿鹄3在2033年5月前部署1000颗卫星，根据目前发射数量仍然存在较大压力，意味着我国未来几年待发卫星或存在爆发性增长。
全球主要星座部署计划与发射进度
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星座计划名称 |
所属公司 |
首次申报时间 |
计划卫星数量/颗 |
已发射数量/颗 |
在轨数/颗 |
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星链(Starlink) |
SpaceX |
/ |
41584 |
10783 |
9357 |
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柯伊伯(Kuiper) |
亚马逊 |
/ |
3232 |
182 |
180 |
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一网(OneWeb) |
英国一网公司 |
/ |
588 |
656 |
654 |
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国网(GW) |
中国星网 |
2020年9月 |
12992 |
127 |
|
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千帆(G60) |
上海垣信 |
2023年8月 |
15000 |
108 |
108 |
|
鸿鹄3(Honghu-3) |
鸿擎科技 |
2024年5月 |
10000 |
0 |
0 |
数据来源：观研天下数据中心整理（zpp）
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