太空数据中心会是云存储的未来吗？

这里有个超乎寻常的想法：既然地球上的数据中心如此耗电且对环境造成巨大负担，何不将它们发射到地球之外来解决这个问题？

这正是 Lumen Orbit（于 2025 年初更名为  Starcloud）的简明介绍。这家获得 Y Combinator 支持的初创公司近期筹集了超 1,000 万美元，旨在打造数据基础设施的新前沿——太空数据中心。这家总部位于华盛顿州雷德蒙德的公司，其雄心勃勃的计划旨在利用轨道上的高强度太阳能，大幅降低 AI 模型训练的能源成本，可能将电力开支削减高达 95%。

此外，还有环境方面的优点。联合创始人兼 CEO Philip Johnston 表示：“我们认为太空数据中心的碳排放量至少会降低 10 倍，即使包括发射也是如此。。”“从长远来看，发射所需的甲烷可以通过绿色方式生产。”

Starcloud 的第一步是进行卫星演示，计划于 2025 年作为 NVIDIA Inception 初创加速计划的一部分实施。根据该公司的白皮书，其方案依赖于在太空中创建太阳能阵列，即大型太阳能电池板。这些太阳能阵列将为高密度计算模块提供能量，并依赖先进的冷却系统（很可能涉及液体冷却或两相浸没技术）来处理强大的 AI 工作负载所产生的热量。

“没有人的思维能达到我们这样的高度，”Johnston 说道。

但人们思考太空数据中心的想法已经有一段时间了。

一家旨在建立轨道数据中心的初创公司吸引如此多的关注，这并不令人意外。随着对 AI 处理能力的需求不断增长，微软、谷歌和亚马逊等大型企业纷纷转向核电站以满足其能源需求。美国电力研究所预测，到 2030 年，数据中心将占美国总能耗的 9%。而且太空并不是企业考虑的唯一非传统数据中心选址：微软开发了一个位于海洋深处的实验性数据中心，但最终将其关闭。 

除了成本更低、环境影响更小等优点外，太空数据站还可以为地球上的偏远地区提供数据可用性，在自然灾害期间提供连接，并且理论上可以提供无限的物理空间进行扩展。但也存在障碍。一方面，将卫星发射到轨道上仍然非常昂贵。(Lumen 的估计值约为 820 万美元）。距离导致的延迟问题可能会排除某些应用，例如金融交易。太空的恶劣环境，包括宇宙辐射或太空碎片的存在，可能导致硬件故障或难以修复的数据损坏。

这些挑战意味着，尽管各国政府和私营行业都对此表现出兴趣，但并非所有人都做好了开始的准备。管辖太空技术的国际法律法规仍在不断发展中。许多政府和国家机构正在采取更加谨慎的探索性方法，委托开展研究项目，规划长期在低地球轨道 (LEO) 上建设数据中心的路径。

欧盟将一项此类研究委托给了总部位于法国的全球卫星系统制造商泰雷兹阿莱尼亚宇航公司 (Thales Alenia Space)。今年 6 月发布的 ASCEND（欧洲净零排放与数据主权先进空间云）可行性研究结果发现，相较于传统的地球基础设施，在轨道上部署数据中心可显著降低能耗与碳排放。这些太空数据中心以太阳能为能源，还能消除对水冷却的需求，符合欧洲 2050 年碳中和目标。

这项研究制定了 50 千瓦概念验证路线图，Thales Alenia 希望在 2031 年之前加以部署，最终到 2050 年将部署能力提高到 1 千兆瓦。该研究还预测，到 2050 年，潜在回报可达数十亿欧元。

Thales Alenia Space 的 ASCEND 项目经理 Damien Dumestier 表示：“欧洲人对数据中心的需求正在不断增长，并且在未来几年内应该会继续朝着这个方向发展。”“太空数据中心有望为欧洲提供减少环境足迹的机会，并有可能成为欧洲航天产业未来的旗舰项目。”

在欧洲其他地方，瑞士苏黎世的 IBM 研究人员团队与波兰的 KP Labs（一家专注于为太空应用构建人工智能驱动的软件和硬件的公司）合作，为欧洲航天局 (ESA) 研究轨道数据中心。

该团队的研究成果将发表于未来的科学论文中，其中概述了数据中心的三种可能场景。前两种场景涉及两颗位于同一轨道上的卫星：一颗负责数据采集，另一颗则进行数据处理。第一种场景中，一颗小型卫星探测野火并将原始数据发送到更大的卫星，后者分析数据并将主要发现传输到地球。第二种场景中，一颗位于低地球轨道的卫星将未指定的数据传输至地球同步太空数据中心（该中心沿地球轨道旋转），该中心具有与地面站点持续连接的优势。第三种场景是将月球着陆器设想为数据中心，处理来自探测车的信息，并通过中继卫星将相关发现传回地球。

IBM 欧洲研究院高级研究科学家 Jonas Weiss 说道：“我们实现了目标。"我们可以证明，可能会出现一个拐点，即在太空中对海量数据进行边缘计算在经济层面比将其发送到地球上更具可行性"。

轨道数据中心不仅是增强地球上处理能力的关键，而且对于越来越多在太空工作的宇航员和研究人员来说也至关重要。

提供载人航天服务和基础设施的 Axiom Space 公司目前正在开发一个商业空间站。在美国国家航空航天局商业低地球轨道开发计划的支持下，这家总部位于得克萨斯州休斯敦的公司计划最早于 2026 年将 Axiom 空间站的第一个模块与国际空间站对接。随着时间的推移，该设施将获得足够的功能，可以脱离并独立运行。

Axiom Space 预计其空间站将容纳越来越多的宇航员，他们需要可靠的云服务。为了满足这一需求，该公司正在开发轨道数据中心功能 (ODC T1)，旨在减少对地球基础设施的依赖。这些轨道数据中心使用名为光学卫星间链路 (OISL) 的激光通信系统，将数据安全地传输到其他卫星。该公司表示，由于其模块化设计，该系统可根据需求扩展，而且还提供了一个加压环境，使地面级硬件可以在其中运行，而不会暴露在太空的恶劣环境中。

虽然 Axiom 目前专注于低地球轨道 (LEO) 的工作，但并不排除进一步探索太阳系的可能性。

Axiom 的一位代表表示：“人类渴望在月球、火星及其他地方进行探索和经济发展。”他补充说，任何大规模人类或机器人任务的数据中心都需要能够支持实时现场数据处理、数据存储和 AI 功能。“推进和实施地球轨道上的轨道数据中心将为人类继续深入探索太阳系奠定技术和经济基础。”