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太空競賽:百萬衛星星座計畫的技術野心與地緣衝擊

01/02/2026

2026年1月下旬,美國聯邦通信委員會收到了一份足以改寫人類太空活動規模的申請文件。SpaceX正式請求批准發射最多一百萬顆衛星,在距地球500至2000公里的軌道上構建名為軌道數據中心的太陽能計算網絡,旨在為全球數十億用戶的人工智能應用提供前所未有的算力支持。這份提交於1月30日星期五的八頁文件,不僅勾勒出埃隆·馬斯克將數據中心搬離地球的宏大構想,更直接觸及了全球AI競賽的能源瓶頸、近地軌道資源爭奪以及太空商業化的法律邊界等核心議題。

技術構想:從星鏈到「軌道雲」的量子躍遷

SpaceX在文件中描述的轨道数据中心系统,本质上是其现有星链星座的算力升级版。目前星链在轨卫星数量约9600颗,主要提供宽带互联网接入。而新计划中的卫星将搭载高性能计算单元,通过激光链路相互连接,形成一个分布式太空超级计算机。这些卫星将部署在高度500公里至2000公里、倾角30度至太阳同步轨道的多个狭窄轨道层内,每个轨道层厚度不超过50公里。

從技術路徑看,該計劃依賴於幾個關鍵假設。第一是能源獲取效率,軌道數據中心將利用近乎恆定的太陽輻射供電,避免地面數據中心對電網的依賴和高達40%的能源消耗在冷卻系統上的現狀。太空中接近絕對零度的背景溫度提供了天然的輻射冷卻環境,無需消耗水資源進行熱管理。第二是發射成本革命,SpaceX押注其正在研發的星艦可重複使用火箭能夠將每公斤有效載荷的入軌成本降至100美元以下。文件明確指出:完全可重複使用的運載火箭如星艦,每年能夠向軌道部署數百萬噸質量,使在軌處理能力達到地面建設無法比擬的規模和速度。

第三是網路架構延續性,軌道資料中心將通過光學鏈路與現有星鏈星座連接,利用後者作為用戶資料下行鏈路。這種設計既利用了已部署的基礎設施,也規避了從軌道資料中心直接向地面傳輸資料可能面臨的大氣衰減和頻寬限制。然而,文件對衛星的具體質量、計算單元規格、熱控系統設計等關鍵工程參數語焉不詳,僅表示將設計和運行不同版本的衛星硬體以優化跨軌道層的操作。衛星行業分析師蒂姆·法拉爾向PCMag指出,這份申請文件顯得相當倉促,處於非常早期的階段。

商業邏輯:、合併與軍備競賽的資本敘事

SpaceX選擇此時提交百萬衛星申請,與其資本市場動作緊密交織。多個消息源證實,SpaceX正在籌備首次公開募股,預計募集資金高達500億美元。與此同時,彭博社報導SpaceX正在探索與馬斯克旗下人工智能公司xAI的潛在合併,另一種考慮方案則是與特斯拉整合。這些動作共同指向一個戰略目標:為軌道數據中心這一資本密集型項目構建可持續的資金循環。

分析人士指出,SpaceX現有的星鏈和星艦項目難以消化IPO可能募集的巨額資金。法拉爾分析道:SpaceX無法將IPO預計籌集的500億美元全部用於現有的星鏈和星艦項目,而xAI迫切需要盡可能多的資金來跟上競爭對手。將SpaceX的衛星製造發射能力與xAI的AI模型開發需求結合,能夠創造從硬體到服務的垂直整合優勢。馬斯克本人在達沃斯世界經濟論壇上的發言直白地揭示了商業邏輯:在太空中建造AI資料中心是不言而喻的。放置AI成本最低的地方將是太空,這將在2年內成為現實,最多3年。

更深層的原因是全球AI算力競賽正面臨物理極限。訓練GPT-4級別的大型語言模型需要數萬張NVIDIA H100 GPU連續運行數月,單個超大規模數據中心的功耗可達數百兆瓦,相當於一座中型城市的用電量。微軟、Google等科技巨頭在美國各地搶購電力資源,導致電網壓力劇增。軌道數據中心理論上可以無限擴展而不受地面電網容量和土地資源的限制,這為AI模型的持續規模化提供了看似完美的解決方案。SpaceX在申請文件中用加粗字體強調:軌道數據中心是滿足AI計算能力加速需求的最有效方式。

監管挑戰:近地軌道擁擠與「卡德拉謝夫文明」的合法性

SpaceX的百萬衛星計劃立即將監管機構置於前所未有的壓力之下。美國聯邦通信委員會剛剛在2026年1月初批准了SpaceX發射額外7500顆第二代星鏈衛星的申請,但拒絕了最初請求的22488顆總數。目前地球軌道上所有人造衛星總數約15000顆,SpaceX一家公司請求的數量就將達到現有全球總數的近70倍。

軌道碎片風險是監管機構無法迴避的問題。歐洲空間局數據顯示,目前可追蹤的太空碎片數量超過36500個,尺寸大於1厘米的碎片可能超過100萬個。即使SpaceX聲稱衛星將部署在相隔遙遠的軌道層,並留有足夠空間避免與有類似雄心的其他系統衝突,但百萬數量級的衛星群必然大幅增加碰撞概率。每一次碰撞都可能產生數千個新碎片,引發凱斯勒綜合徵的連鎖反應,即碎片碰撞產生更多碎片,最終使某些軌道無法使用。

頻譜分配和天文觀測干擾是另外兩大爭議點。2024年,天文學家集體抗議星鏈衛星的無線電波致盲了射電望遠鏡,嚴重阻礙了深空觀測。百萬顆衛星構成的星座將進一步加劇這種干擾,不僅影響地面光學和射電天文,也可能對空間望遠鏡如詹姆斯·韋伯的工作造成影響。馬斯克在X平台上回應質疑時寫道:衛星實際上會相隔如此之遠,以至於很難從一顆看到另一顆。太空的廣闊超出理解。但這種哲學式的回應難以平息科學界的擔憂。

SpaceX在申請中引入了引人注目的宏大敘事,稱這是邁向卡德拉謝夫II級文明的第一步——一個能夠利用太陽全部能量的文明。這一引用自蘇聯天文學家尼古拉·卡德拉謝夫1964年提出的文明等級理論,將能源消耗作為衡量文明先進程度的標尺。II級文明能夠利用其恆星的全部能量輸出。這種敘事將商業項目提升到人類文明進步的高度,為監管審批創造了某種道義壓力。但監管機構必須基於國際電信聯盟的頻譜分配規則、美國國家環境政策法的評估以及空間物體登記公約等現有法律框架做出決定,而非哲學構想。

地緣政治:太空資源爭奪與霸權的新疆域

SpaceX的軌道資料中心計劃一旦實施,將重塑太空經濟和AI產業的地緣政治格局。目前近地軌道商業活動主要由美國公司主導,星鏈已佔據先發優勢。如果百萬衛星星座獲批,SpaceX將實質控制近地軌道的大部分優質軌道資源和頻譜資源,形成難以逾越的壟斷壁壘。

這種前景已經引發國際反應。亞馬遜旗下柯伊伯計劃正以缺乏火箭為由向FCC申請延長部署1600多顆衛星的截止期限,直接與SpaceX形成競爭。中國、歐盟、俄羅斯等航天國家也在規劃自己的巨型星座,但規模多在數萬顆級別,與百萬數量級不在同一維度。從戰略角度看,控制軌道數據中心意味著控制未來AI算力的制高點,這種算力既可用於商業應用,也可能轉化為軍事和情報優勢。

環境正義問題也開始浮現。軌道數據中心被宣傳為綠色替代方案,但火箭發射本身會產生大量碳排放和黑碳顆粒,後者在平流層中可能對氣候產生不成比例的影響。星艦使用甲烷作為燃料,雖然燃燒比煤油更清潔,但百萬次發射的累積影響尚未得到充分研究。此外,太陽能衛星在壽命結束後再入大氣層燃燒,會將鋁、鋰等金屬微粒散佈到平流層,可能對臭氧層造成未知影響。

太空安全專家關注的是雙重用途風險。軌道數據中心具備的強大算力理論上可用於實時處理遙感數據、指揮無人機群、破解加密通信等軍事用途。儘管SpaceX聲稱服務全球數十億用戶,但在地緣緊張時期,美國政府可能援引《國際武器貿易條例》或《出口管理條例》對其服務施加限制,就像對星鏈在烏克蘭衝突中的使用進行監管一樣。

軌道數據中心的真正時間表仍不明朗。文件未給出具體部署時間,但提到2026年1月初已開始初步操作。馬斯克在達沃斯給出的預測是兩到三年內太空將成為成本最低的AI計算地點。這個時間框架與星艦的研發進度、FCC的審批週期以及資本市場的時間窗口緊密相連。考慮到FCC對先前星鏈申請的削減幅度,百萬衛星最終獲批的數量可能會大幅減少,但即使只有10%獲得批准,10萬顆衛星的規模也足以改變近地軌道的生態。

人類正站在太空工業化與人工智能融合的歷史節點上。SpaceX的百萬衛星計劃如同一面棱鏡,折射出技術野心、資本邏輯、監管困境和地緣競爭的多重光譜。當數據中心離開地面升入軌道,它帶走的不僅是算力和熱量,還有關於資源分配、環境責任和權力平衡的古老問題。這些問題不會因為進入太空而消失,只會在真空中變得更加尖銳和清晰。軌道數據中心的命運,最終將取決於人類能否在地球之外建立比在地球上更明智的規則。