AI 卫星这下真要来了。
前两天还发了马斯克发的 AI 卫星设想，今天谷歌宣布启动新研究计划"逐日者计划"(Project Suncatcher)，在太空规模化部署 AI 集群。
谷歌计划组建紧凑型太阳能卫星群，搭载谷歌 TPU 芯片并通过自由空间光链路互联。
谷歌公布了一个早期研究成果。
🌟 系统设计
- 卫星群位于近地轨道，采用日出-日落同步轨道以最大化太阳能获取。
- 每颗卫星搭载多个 TPUs，通过高带宽光学链路连接，形成低延迟、高吞吐的分布式计算集群。
- 星座内卫星间距仅百米至公里级，以实现每链路约 10 Tbps 的数据速率。
- 控制系统使用机器学习模型进行高精度编队飞行与避碰控制。
🌟 技术验证与实验结果
- 光学链路（Inter-Satellite Link）：使用商用 Dense Wavelength Division Multiplexing（DWDM） 技术验证了可达 1.6 Tbps 双向速率。理论上，缩短卫星距离到几百米可实现 10 Tbps 级通信。
- 轨道动力学：模拟了 81 颗卫星组成、半径 1 km 的编队，验证了可在地球引力和 J₂项扰动下保持稳定飞行。
- TPU 辐射测试：Google 的 Trillium TPU v6e 在 67 MeV 质子束环境下测试，通过了相当于 5 年任务寿命的总辐射剂量测试。未出现永久性故障，误码率和软错误可控，适合在太空执行推理任务。
- 发射成本分析：预计 SpaceX Starship 成本可在 2035 年前降至 ≲$200/kg。在该成本下，太空计算的单位功率成本（$/kW·年）与地面数据中心相当。进一步降低到 $60/kg 或 $15/kg 将使太空算力经济上可行。
谷歌表示：初步分析表明，空间机器学习计算的核心概念并未受到基础物理法则或难以逾越的经济壁垒的限制。然而，仍存在重大工程挑战，包括热管理、高带宽地面通信以及轨道系统可靠性等问题。
谷歌接下来计划在 2027 年初前发射两颗原型卫星，用于测试其大模型和 TPU 硬件在太空中的运行情况，并验证光学星间链路在分布式机器学习任务中的应用。
链接：research.google/blog/exploring-a-space-based-scalable-ai-infrastructure-system-design
