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200公里外的“新赛道”:邬江兴院士详解超低轨卫星,不拼芯片拼“组网”

作者:发布时间:2026-09-24浏览量:10

VLEO超低轨道是地球空间最后一片战略性资源层,需要新的技术范式实现换道发展。在太空竞赛中,美国人有马斯克的星链,中国有没有机会另辟蹊径?

913日,第十九届浦江创新论坛主题活动之一——“明珠启航 智算未来”太空算力产业生态论坛上,中国工程院院士邬江兴给出了一个让人耳目一新的答案:去离地面200350公里的超低轨,造会思考的卫星,不跟别人拼单块芯片多先进,拼怎么把网络组得更聪明。

邬江兴院士表示,VLEO超低轨道是地球空间最后一片战略性资源层,未来五年是我国换道发展的关键窗口期,必须实现从技术试验到规模化应用的完整跨越。如若错失机遇,轨道、频谱资源与国际标准将被抢先占据,我国将陷入被动跟跑的不利格局。

913日,在浦江创新论坛——太空算力产业生态论坛上,中国工程院院士邬江兴指出,VLEO超低轨道是地球空间最后一片战略性资源层。

· 为什么盯着200公里?

我们平时说的卫星,大多在几百甚至几万公里的高空。但邬江兴院士盯上的,是离地面只有200350公里的“超低轨”。这个高度有什么好?邬院士讲了三个好处。

第一是看得清、反应快。由于距离地面更近,卫星对地观测分辨率更高,通信时延也更低。邬院士以网络游戏作比,说明距离对通信时延的影响,并表示超低轨卫星有望支持普通手机直接连接。

第二是“自带燃料”,永不坠落。超低轨仍有稀薄大气,卫星受到的阻力更大。吸气式电推进技术可吸入大气粒子,经电离后向外喷射产生推力,从而补偿阻力造成的轨道衰减。

第三是战略蓝海。邬院士认为,低轨空间已有大规模星座部署,在更低轨道开辟新的空间层,有望形成差异化发展路径,当前正处于重要战略窗口期。

· 难在哪?四重矛盾卡脖子

优势之外,超低轨卫星也面临较高的工程难度。邬院士总结为“四重矛盾”:大功率与小组件的矛盾、高算力与高散热的矛盾、芯片体积与算力需求的矛盾、通感算一体化的集成难度。

具体而言,高算力需要较大功率支撑,但功率提升往往要求增加组件面积,进而增大飞行阻力;算力提高还会带来散热压力,而扩大散热面积同样会增加阻力。此外,通信、遥感和计算等功能需要集成于有限空间内,相关器件还必须满足抗辐射等要求。

· 让卫星变成“会思考的个体”

针对这些难题,邬院士给出的核心思路是:卫星不能只当“传话筒”,得变成“有大脑的智能体”。

超低轨卫星智能体是能自主感知、在轨决策、敏捷执行,还能持续进化的航天载体。最关键的不是有效载荷,而是自主的在轨大脑。它不再是A点传到B点的中继,而是一个会思考、能决策的太空智能节点。每颗星都是一个智能体,整个网络就是智能体的互联。

· 换道超车:不拼单芯片,拼“组网”

算力从何而来,是超低轨卫星走向应用的关键问题。邬江兴认为,超低轨道的真正技术门槛,并不来自轨道空间环境,而是星载载荷。不要局限于在单颗芯片上比拼算力峰值,要从系统架构与拓扑逻辑层面重构技术规则,打造太空版“乐高积木”式可变形智能体。以“构建更优网络”的技术思路,替代单纯“研制更强芯片”的路径。

这个技术路线的答案叫TCC(拓扑中心计算)。通俗的讲就是:不比谁单块芯片多厉害,比谁把芯片连起来的方式更聪明。

 “同样的芯片,不同的连接方法,效能相差一个量级。”邬江兴以乘法计算为例解释:计算任务未必全部在单个节点内完成,也可以通过预存结果、网络调用和协同处理等方式完成。

这套方案最大的意义在于:用14/28纳米的成熟工艺,靠架构创新,实现超越3/5纳米单芯片的系统能力。这样一来,就绕开了被卡脖子的先进光刻机陷阱,把竞争维度从“芯片”抬到了“系统”。

邬院士强调,这一路线已经具备一定的理论和工程基础。他介绍,“软件定义晶上系统”理念于2019年提出,目前国内已有近300家单位参与相关工作。晶圆级异质集成已完成样品研制,数据移动能耗可降低两至三个数量级;拓扑计算可支持5种以上模式,并能根据任务需求在毫秒级完成重构。

 “我不是在这谈设想,我是在谈怎么落地。理论有积累,芯片有样机,生产有规模。”邬院士将其称为一条“已经跑通前半程的赛道”。他判断,超低轨的窗口期不是“还有5年”,而是“必须在5年内完成从技术验证到规模部署的跨越”。先发原理验证星,再上工程样机,最后规模化部署,两三百颗星就能实现全球覆盖。

 “我们不是要跟着马斯克跑,而是要建立自己的标准。”邬院士说,太空算力的未来,拼的不是谁砸钱多,而是谁的架构更聪明。在这个200公里高的新赛道上,中国有机会从跟跑变成领跑。



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