太空数据中心全知道：1kW 只够跑 20 分钟

引言

10 月 30 日，Google 的一颗卫星在轨道上写了一首俳句。诗不重要。重要的是，这首诗是卫星上的一颗 TPU 自己算出来的，不是地面机房传上去的。Google 说，这是数据中心级 TPU 第一次在轨返回 AI 输出。

参数摊开，很多人笑了：整星 4 颗 TPU，供电 1kW，一颗 TPU 只能连续跑 20 分钟。1kW 是什么概念？一台家用取暖器。拿这个去叫“数据中心”，像是把一只纸船叫成航母。

2026 年，太空算力突然挤进三家公司：Google 的 Suncatcher、Starcloud 的商业卫星、中国的三体星座。三家都说自己在做“太空数据中心”，但一个报 kW，一个报 H100，一个报 POPS。单位都不一样，怎么比？

地面数据中心现在卡在三件事上：电、地、水。一个 100MW 的园区，按每度五毛、满载 8760 小时粗算，一年电费就是四亿多人民币；冷却要水，土地要审批。太空看起来把这三件事都绕开了：太阳光免费，真空没有地价，散热不用水。但绕开不等于免费，它把账单换成了发射、散热板和维修。

但 1kW 不是笑话。它是这道题当前的分母。太空数据中心不是把机房原样搬上天，而是用每瓦算力、散热面积、下行带宽、发射质量，去换地面的电价、土地和水。这笔账怎么算，决定了它是真赛道，还是发布会上的一个形容词。

一颗 1kW 的卫星，为什么只够一颗 TPU 跑 20 分钟？

先把 1kW 拆开。它不是某一颗 TPU 的功耗，而是整颗卫星的平均电功率。太阳能板在阳光下发电，电池在阴影里顶上去，散热板把废热排出去，剩下的才是给芯片的。

卫星每绕地球一圈，都要经历一次光照和阴影的切换。太阳能板不可能一直满发，电池也不可能无限深放。于是整星的电，被切成一段一段：充电、放电、计算、散热。TPU 能跑多久，取决于这段窗口有多长。

低轨一圈大约 90 分钟，阴影段可能占三分之一。也就是说，卫星不是想算就算，它得先攒电。电池按 150Wh/kg 粗算，半度电的电池组大约三四公斤；这还没算充放电损耗和低温衰减。

按 1kW 满载、20 分钟粗算，一次满载大约消耗 0.33 度电。这个数字不大，但对一颗小卫星来说，已经是一块电池要认真对待的深度放电区间。四颗 TPU 同时跑，窗口更短；只跑一颗，才有 20 分钟。

所以 20 分钟不是 TPU 的性能上限，是整星的能源与热预算上限。芯片没有变慢，是给它供电和散热的那套系统太小。Google 没有公布电池容量和轨道高度，20 分钟是当前工程的取值，不是物理极限。

这也是为什么发布会喜欢报峰值算力。峰值是实验室里拔掉功耗墙的数字；在轨的持续算力，要被电力、散热、电池三只手同时按住。1kW 的卫星，持续算力可能只有峰值的几分之一。

真空里没有空气把热带走。热量从芯片传到结构，再传到散热板，最后只能以红外辐射的形式慢慢散掉。算得越久，热积得越多，散热板越大。这个循环，才是 1kW 真正的边界。

TPU 也不是为太空设计的。地面芯片靠风扇、冷板、机房空调；太空没有这些。Google 要用导热结构把热从芯片拉到散热板，再用辐射排出去。每增加一颗 TPU，散热板、电池、结构都要加，发射质量也加。

如果四颗 TPU 一起跑，1kW 要分成四份，每颗 250W；如果只跑一颗，另外三颗可以关机省电。20 分钟不是固定值，是任务调度和电池管理的结果。

Google 送 4 颗 TPU 上天，是为了训练还是为了验证？

这颗卫星叫 Suncatcher 原型，10 月 1 日随猎鹰 9 号上天，同批还有 100 多艘航天器。它的任务不是训模型，而是回答几个很土的问题：TPU 在辐射里会不会算错？发射时的振动会不会把焊点震裂？真空里靠辐射散热，温度会不会失控？星间光链路能不能稳定对上？

辐射不是抽象风险。高能粒子打进来，可能让存储位翻转，也可能让芯片直接复位。地面机房用 ECC、冗余、重启解决；卫星上还得加屏蔽，而屏蔽就是重量。Google 要测的，正是这些不写在跑分里的东西。

10 月 30 日，它返回了第一段 AI 输出：一首关于太空的俳句，由板上的 Gemma 4 模型生成。Google 把这叫作“Hello World”时刻，不是因为它聪明，而是因为它证明了整条链路能跑通：供电、计算、输出、下传。

训练为什么不行？训练要成千上万颗芯片同时跑几个月，要兆瓦级电力、海量数据、稳定互联。1kW 的卫星连一个机柜都喂不饱。Google 自己也没说要做“在轨训练”，它说的是近距离编队的卫星群，用光链路连起来，在数据产生的地方做推理。

光链路是另一半。卫星之间要用激光通信，才能把一群小卫星连成一台“虚拟大机器”；对不准、云层、轨道抖动，都会让链路断掉。Google 测的不只是芯片，还有这张网。

为什么用 Gemma 4？因为它小，能在低功耗下跑。先验证链路，不追求最强模型。Google 的 Suncatcher 也不是第一颗带 AI 芯片的卫星，但它是第一颗带数据中心级 TPU 的。这个区别很重要：前者是边缘推理，后者是想证明地面数据中心的芯片能直接上天。

这背后的动机很现实。地面数据中心越来越难拿地、拿电、拿水。太空有近乎不间断的太阳光，也没有人跟你抢地。但太空的“免费冷却”是误解：真空只提供散热的场所，不提供散热的介质。

Starcloud 的 H100 和三体星座的 5 POPS，跟 1kW 是同一把尺子吗？

把三家放在一张表里，先看它们各自在卖什么。

Starcloud 的故事更偏商业。2025 年 11 月，它把第一颗 H100 送上天，整星 60 公斤；同星上还有一块 A6000，发射过程中坏了。2026 年 10 月，第二颗星上去，带了 Blackwell GPU、AWS 服务器刀片，甚至还有比特币矿机。8 月，它拿到 2.5 亿美元融资，估值 23 亿美元。

Starcloud 卖的是“轨道上的 GPU 小时”。它的客户不是训练大模型的实验室，而是需要在轨处理数据的卫星运营商、政府项目，甚至挖矿。第二颗星带 AWS 刀片，说明它想把自己接进现有的云账单，而不是另起一套。

中国三体星座走的是另一条路。它在轨算力 5 POPS，支持 1400 亿参数模型在轨推理，已经部署了十几个 AI 模型；复旦和上海科学智能研究院的“伏羲”气象模型，参数 1.5 亿，就在上面跑。2026 年 7 月，“云尖沐曦号”入轨，国产智算链条开始往天上伸。

三体星座更像“应用先行”。它先有气象、遥感这些必须在天上处理的任务，再倒推算力。5 POPS 不是拿来和 H100 比跑分的，它是为了让 1400 亿参数模型能在轨跑起来。

粗算一下：5 POPS 等于 5000 TFLOPS。一张 H100 的 FP16 稠密算力大约 1000 TFLOPS。按这个口径，5 POPS 只是个位数张 H100 的量级，不是一座数据中心。当然，三体星座用的精度、架构、任务都不同，这个换算只能看数量级，不能当跑分。

1400 亿参数也只说明模型有多大，不说明推理一次要多少算力，更不说明同时能服务多少用户。一个 1400 亿参数的模型，可以用很低的并发跑；也可以用一个更大的集群跑高并发。参数是模型体积，不是吞吐。

Starcloud 的 H100 也不是“一颗顶一个机房”。单颗 H100 训不动大模型，它更适合在轨推理、图像处理、加密计算。Starcloud 讲的是“轨道云”，但第一颗星只有一颗 GPU，离云还很远。

三体星座的 5 POPS 是整轨算力，不是单星；它靠多星组网。这个口径和 Google 的单星 1kW 又不一样。

Google 的 4 颗 TPU 共享 1kW，平均每颗 250W。这个功率下，TPU 不可能跑在峰值。它是一套被电力掐住脖子的验证平台，不是拿来和 H100 比吞吐的。

把散热搬到真空里，先撑不住的是发电还是散热板？

先看发电。地球轨道上的太阳常数约 1361 W/m²。太阳能板效率按 30% 算，一平方米大约能发 400W。1kW 的理想面积是 2.5 平方米，工程上留余量，四到六平方米更现实。这个面积不算离谱。

再看散热。真空里没有空气对流，热量只能靠辐射。按斯特藩—玻尔兹曼定律，辐射功率和温度的四次方成正比。300K 时，黑体单面大约能辐射 459 W/m²；两面都算，约 918 W/m²。1kW 的理想散热面积约 1.1 平方米，工程上要留两三倍余量。

1MW 呢？理想面积就要上千平方米。这还只是一个温度点。散热板温度越低，面积越大；温度越高，芯片结温越危险。工程师要在“板子别太大”和“芯片别太热”之间找一个窄缝。

一千平方米是什么概念？一个网球场大约 260 平方米，1MW 的散热板相当于四到八个网球场。这还只是理想黑体；真实散热板有导热路径、涂层、结构支撑，面积和重量都要往上加。

散热板的温度也不能无限高。芯片结温通常要压在 80 到 90°C 以下，散热板可能只有 40 到 60°C；温度低，辐射效率低，面积就得更大。这是一个绕不开的循环。

太阳能板在阴影里不发电，电池要同时供计算和加热。卫星的电池不仅要储能，还要保温；低温下电池容量会掉。发射成本也不是线性的：小卫星可以拼车，每公斤几千美元；大系统要专用火箭，价格另算。

发射质量是第二张账单。Starcloud 首星 60 公斤；按猎鹰 9 公开报价约 2700 美元/公斤，一次发射就是十几万美元。兆瓦级系统要带上千平方米散热板、结构、屏蔽、电池，质量是几百吨级，发射费直接压过算力本身。

按同样的价格，三百吨质量就是 8 亿美元。这还没算卫星平台、保险、地面站和五年运维。把这张账单摊到 GPU 小时上，太空算力很难比地面便宜。

还有一张隐形账单：维修。地面机房可以换卡、换交换机、换整柜。卫星不行。设计寿命通常按五年上下算，坏了只能靠冗余顶。GPU 两年一代，天上的卡还没回本，地上已经换了三代。

哪些 AI 任务，值得为一次发射多付几百万美元？

把“太空算力”当成万能云，会亏得很惨。它真正能站住的场景，先要过四道门。

遥感是最典型的例子。一颗光学卫星一天能拍出大量原始图像，真正有用的可能只有很小一部分。与其把整轨数据传下来，不如在轨先做检测、分类、变化比对，只把结果和切片传回去。这时候，太空算力的价值不是“比地面快”，而是“省了下行带宽”。

森林火点、非法捕捞、港口拥堵，这些任务要的是“发现”，不是“原始像素”。在轨先跑一遍模型，把 99% 的无效画面丢掉，只下传 1% 的告警，带宽账单立刻不一样。卫星不再是一台相机，而是一个会挑重点的传感器。

算一笔粗账：一颗遥感卫星一天产生 100GB 原始数据，按 1Gbps 下行，要传 800 秒，也就是 13 分钟。看起来不久，但低轨卫星每次过境只有几分钟，地面站还要全球布点。星上先筛一遍，只传 5GB，窗口压力立刻降下来。

国防和灾害是另一类。地面站可能被切断，光纤可能断，云可能不可用；卫星之间的光链路和星上推理，能保住最低限度的信息闭环。这类客户愿意为“不依赖地面”付溢价。

但这类客户的数量有限，预算周期长，合规门槛高。它们能养活第一批太空算力，却撑不起一个“通用云”的故事。

把客户拆开，其实是三类：遥感运营商要省带宽；国防和政府要保链路；云厂商要算成本。前两类愿意付溢价，第三类会拿地面的 GPU 小时来比价。太空算力先服务前两类，才活得下去。

别把“低时延”当成主要卖点。500 公里轨道，光走一趟大约 1.7 毫秒，听起来很快；可地面光纤跨城也就几毫秒到几十毫秒，真正的大头是排队、处理和回传。太空算力的优势是“不依赖地面站”，不是“比光纤快一个数量级”。

反过来说，通用聊天、内容生成、批量数据处理，没有理由上天。地面的电更便宜，散热更容易，维修更方便，芯片更新更快。

从 1kW 到 100MW，中间差的是 10 万颗卫星吗？

拿一个地面 AI 园区做参照：100MW 的 IT 负载，不算制冷和配电。1kW 一颗星，要 10 万颗才能凑出同样的功率。10kW 一颗星，也要 1 万颗。

反过来说，今天一颗 1kW 的卫星，只相当于地面园区里一台稍微大一点的服务器。4 颗 TPU 的算力，可能还不如一台 8 卡 H100 服务器。

这还没算散热板、电池、结构、发射、地面站和运维。10 万颗卫星的编队，本身就是人类从未做过的工程。

今天的三家，离这个数都很远。Google 是 1kW 的验证星；Starcloud 是一颗 H100 的商业试验；三体星座是 5 POPS 的应用星座。它们证明的是“能跑”，不是“能替代”。

地面 100MW 园区的电费，按每度五毛、满载 8760 小时算，一年约 4.4 亿元；太空的“电”不要钱，但发射和散热板要钱。这个对比不是替太空辩护，而是说明账单换了科目。

太空算力真正的竞争对手，可能不是地面云，而是更便宜的下行带宽。如果激光链路和地面站的成本降下来，把原始数据传回地面更划算，在轨计算的需求就会被削弱。反过来，如果下行带宽越来越贵、频谱越来越紧张，在轨计算就更值钱。这是一场带宽与算力的相对价格战。

差的是四到五个数量级。这个差距，不是换一代芯片能补上的。就算芯片每年进步 30%，也要十几年才能追上；而发射成本、散热面积、在轨寿命不会按芯片节奏进步。

所以别被“太空数据中心”四个字骗了。今天它是一个“在轨计算节点”，明天可能是一个“在轨边缘机房”，要成为“数据中心”，还得先解决电、热、修三件事。

要等几件事同时发生：发射成本降到每公斤几百美元；散热板能像帆一样折叠展开；抗辐射芯片的能效再上一个台阶；星间光链路变成一张稳定的网；在轨组装和维修成为常规操作。

在那之前，更现实的目标是 10kW 到 100kW 级的在轨边缘推理：服务卫星自己，服务遥感，服务少数断网场景。不是把 100MW 的机房搬上去。

收束

1kW 不是笑话，是分母。它把“太空数据中心”从口号拉回到一张电费单上：发多少电、散多少热、传多少数据、花多少钱把质量送上去。

今天它能服务的第一批客户，大概率不是地面的大模型，而是本来就在天上的数据：遥感、气象、灾害、国防。卫星自己产生数据，卫星自己先算一遍，只把有用的部分传下来。

如果哪天你看到“太空数据中心”的新闻，先别问它有多少卡。先问三件事：电从哪来，热往哪去，坏了谁修。这三问答不上来，参数再大也只是在地上跑分。

太空数据中心不是伪命题，但它的时间表不由芯片决定，而由发射和散热决定。芯片可以一年一代，火箭和散热板不行。

等发射成本、散热板、在轨维修这三件事同时跨过门槛，这笔账才可能翻过来。在那之前，太空数据中心最诚实的介绍，就是一颗 1kW 的卫星，和一首 20 分钟算出来的俳句。