谷歌宣布，其实验性项目“捕日者”（Project Suncatcher）将于下周发射首批轨道测试硬件。此次任务由SpaceX猎鹰9号执行，搭载两颗配备定制AI处理器的12U立方星，标志着谷歌在将人工智能计算移出地球大气层方面迈出关键一步。
在轨AI：从“传回地面”到“本地处理”
“捕日者”的核心理念是将定制化AI加速器集群部署于低地球轨道小型卫星上。这些芯片基于谷歌张量处理单元（TPU）改造，专为耐受太空辐射及真空热管理设计。卫星无需将原始传感器数据传回地面，而是直接在轨完成图像、信号或科学数据的机器学习推理，仅返回提炼后的洞察结果。此举有望大幅降低带宽需求与延迟，提升从地球观测到深空探索的应用效率。
定于下周发射的两颗卫星重约25公斤，进入约550公里高度轨道后，将执行多项初步任务：处理合成孔径雷达数据、运行计算机视觉算法分析地表可见光图像，以及在模拟遥测流上执行自然语言处理模型，以评估计算性能与长期可靠性。
硬核改造：应对辐射与散热挑战
过去两年，谷歌工程师针对太空独特环境对硬件进行了深度优化。宇宙射线易导致常规芯片出现比特翻转或系统故障，为此团队集成了冗余处理核心、纠错内存架构及轻量级特殊屏蔽材料。地面粒子加速器模拟测试显示，修改后的TPU在承受相当于数月轨道暴露水平的辐射后，准确率仍保持在98%以上。
热管理是另一大工程难点。由于缺乏空气对流，卫星依靠被动散热器及精密组件布局，将工作温度维持在-20至60摄氏度之间。芯片集成多个温度传感器，连接闭环电源管理系统，可根据热条件动态调整功耗。测试发现，真空环境反而有助于消除组件周围的热边界层，改善特定散热特性。
技术规格方面，每个处理器包含八个针对8位和16位整数运算优化的张量核心，配备32GB抗辐射DRAM和512GB闪存。密集计算时功耗峰值约15瓦，空闲状态降至2瓦以下。卫星通过可展开太阳能电池板供电，直射阳光下最大功率达120瓦，为计算与通信留有充足余量。
战略动机：低碳、实时与安全
推动AI上天的主要动力之一是缓解地面数据中心的能耗压力。尽管可再生能源占比提升，但大型语言模型的训练与运行仍消耗巨量电力且依赖化石燃料。相比之下，轨道卫星可几乎不间断收集太阳能。谷歌工程师测算，与等效地面系统相比，轨道处理可将特定AI工作量的碳足迹减少高达80%，尽管该数据尚待现实世界验证。
除环保外，太空AI具备独特的操作优势。配备机载智能的卫星能更快速响应自然灾害、非法捕鱼或军事行动，无需等待地面站调度。在深空探测中，面对长达数分钟甚至数小时的通信延迟，本地AI决策对漫游车自主导航至关重要。此外，在轨处理敏感数据可减少传输过程中的拦截风险，所有硬件均内置基于硬件的加密模块与安全启动流程。
未来展望与争议
下周的发射仅是多年开发计划的开端。后续任务将测试更大规模的卫星星座、更复杂的AI模型及星间通信协议，以实现轨道分布式计算。谷歌正与多家航天机构洽谈，探讨将该技术整合至地球监测及月球探索任务中。
针对卫星泛滥及轨道碎片担忧，谷歌表示测试飞行器配备离轨机制，确保在发射后五年内坠入大气层烧毁，符合国际指南。公司强调，该技术通过减少对大规模地面设施的依赖，可间接降低土地使用与资源消耗。
随着发射临近，位于加州和佛罗里达州的团队正协调最后的软件更新与集成步骤。工程师对首次任务持谨慎乐观态度，计划通过广泛遥测收集详细性能指标，以完善未来设计。若芯片表现可靠，谷歌可能加速商业版本开发，这不仅关乎谷歌的战略布局，也可能重塑太空计算及自主AI系统的监管格局。