谷歌 Suncatcher 首次在轨测试：把 TPU 送上太空

谷歌 CEO 桑达尔·皮查伊近日宣布，将于 10 月 1 日启动 Suncatcher 项目的首次在轨测试，把搭载 4 颗自研 TPU 的 MVP 卫星送入近地轨道，验证太空环境下的 AI 算力运行。这是该公司在「天基数据中心」方向上迈出的关键第一步。

测试本身：冰箱大小的卫星，装了 4 颗 TPU

本次升空的是一颗代号 MVP 的原型卫星，搭乘 SpaceX 的 Transporter-18 拼车任务，由猎鹰 9 号火箭从加州范登堡发射，进入一条「晨昏太阳同步轨道」。卫星平台由 Planet Labs 提供，体积与一台冰箱相当。

核心载荷是 4 块谷歌自研 TPU，合计算力约相当于地面数据中心的一台服务器。卫星通过太阳能板供电，输出功率约 1 千瓦，预计在轨运行约一年，最长可停留 6 年后再入大气层烧毁。

三大工程挑战

• 发射振动： 火箭升空约 10 分钟，局部组件需承受 50–100 倍重力加速度。谷歌团队在三个轴向上进行了振动测试以模拟火箭频率。
• 太空辐射： 宇宙射线和太阳活动可能引发「位翻转」，使比特从 0 变为 1。谷歌在加州大学戴维斯分校用 67 MeV 质子束轰击 TPU 并让其运行 AI 任务，初步结果显示芯片可承受相当于 5 年以上的辐射剂量；但显存仍出现少量不可纠正错误，谷歌称「对推理基本可接受」，对训练的影响尚待评估。
• 散热： 太空真空无法靠风扇对流，谷歌采用可变形的导热界面材料连接铝铜热管，再经散热板辐射至太空。受散热能力限制，TPU 只能断续运行，每次约 15 分钟。

长期路线：81 颗卫星组阵，2035 年才有望算账

Suncatcher 的远期目标是构建由约 81 颗卫星组成的轨道阵列，半径约 1 公里、平均轨道高度 650 公里，卫星之间通过激光星间链路互联，形成一个算力集群。谷歌估算，分布式训练所需单链路聚合带宽需达到每秒 10 太比特，相当于在数英里外让两颗高速卫星对准一个硬币大小的目标。

经济性是真正的瓶颈。当前把 1 公斤载荷送入低地球轨道的成本约为 1500–2900 美元，而要让天基数据中心与地面数据中心在每千瓦年用电成本上打平，发射成本需降到每公斤约 200 美元。谷歌给出的两个前提是：SpaceX 星舰投入使用，且实现年发射 180 次。

按此节奏，谷歌预计至少要到 2035 年，天基数据中心的综合成本才可能与地面数据中心持平。

为什么是太空：算力的尽头是能源

训练和运行大模型对电力的消耗已逼近地面供应极限。谷歌在论文中指出，太阳输出功率是人类总发电量的百万亿倍以上；近地轨道同样面积的太阳能板发电量最高可达地面的 8 倍，且几乎可连续供电。此外，太空没有居民、农地与社区反对，也免去了数据中心建设、电网接入和水冷环节。

不是独角戏：太空算力竞赛已经开打

• SpaceX / 马斯克： 马斯克多次表示太空算力将「趋近全部算力的 100%」。
• 亚马逊 / 贝索斯： 预测 10 年内将出现吉瓦级太空数据中心。
• Relativity Space： 由前谷歌 CEO 埃里克·施密特收购，目标同样是把数据中心送上天。
• Starcloud： 已将搭载英伟达 H100 的卫星送入轨道，计划建设 5 吉瓦、跨幅 4 公里的太阳能阵列。

登月文化的延续：从街景到 Waymo 再到 Suncatcher

Suncatcher 并非孤立项目，而是谷歌延续十余年「moonshot」传统的最新一环。2010 年成立的 Google X（现名 X, The Moonshot Factory）由阿斯特罗·泰勒牵头，专门承载「投资人看不懂但很酷」的长期课题。街景、Waymo 自动驾驶、量子计算都从这里走出。

谷歌在官方博客中明确把 Suncatcher 与量子计算和自动驾驶并列，称其为通向「轨道数据中心」的垫脚石，而非一次产品发布。皮查伊表示，从「项目」变成「产品」，仍需很多年。