谷歌研究院于9月24日在官方博客确认,Project Suncatcher项目首颗搭载自研TPU的原型卫星已确定搭乘SpaceX Transporter-18拼车发射任务进入低地球轨道,发射窗口在未来一周内开启。该任务由谷歌与遥感公司Planet合作推进,被定位为一项长期研究型登月计划,目标是把可扩展的机器学习基础设施搬进太空,让AI算力不再受地面数据中心与电网的束缚。
原型卫星的核心使命是评估TPU芯片在太空极端环境下的存活能力。火箭升空约10分钟内,飞行器要承受最高达10倍重力的持续加速度,而TPU等独立元件承受的瞬时载荷更可达50到100倍重力。谷歌团队在三轴振动台上完整模拟了火箭发射频率的震动,硬件意外地扛住了全部强度,没有出现预期中的结构失效。
辐射是另一道生死关。低地球轨道外层充斥着太阳事件与宇宙射线的高能粒子,单粒子翻转可以让芯片瞬间出错。为此,团队把TPU送进加州大学戴维斯分校克罗克核实验室的质子束装置,跑到AI推理工作负载下监测位翻转与软错误。初步结果显示Trillium TPU承受的总电离剂量已经超过五年太空任务的总辐照量,抗辐射表现远超团队最初保守预期。
散热是太空AI最棘手的工程难题。TPU在小面积内集中释放大量热量,地面靠空气对流即可散去,但真空环境只能依赖辐射板被动散热。谷歌给出的方案是热管加辐射板的组合,并在热真空舱里模拟太空真空与温度循环做过地面验证。原型机真正能不能把热量带走,要等卫星进入轨道后看遥测曲线才能下结论。
卫星互联与2027年关键里程碑
面向未来大规模部署,每颗卫星要携带数十颗TPU芯片,并在近地轨道组成星座协同处理AI推理负载。星间必须用激光维持高带宽连接,定位精度相当于在数英里之外击中一枚移动中的硬币。谷歌计划在2027年把两颗卫星同时送入轨道,对激光互联方案进行首次端到端实测,这是项目从单点验证走向集群规模的关键里程碑。
从战略层面看,Suncatcher把近地轨道日照充足、太阳能发电密度可达地面八倍的优势,与谷歌在TPU和大规模AI系统上的积累捏合到一起。一旦2027年的互联与散热验证通过,下一步就是规模化部署。而在此之前,每一个原型数据点都会成为后续星座设计取舍的依据。
散热的物理经济账同样残酷。HN讨论区有工程师按辐射传热定律估算,TPU的功率密度可达每平方米十万瓦以上,而辐射板被动散热只能散掉每平方米约三百瓦,意味着一兆瓦算力需要数千平方米太阳能板与数百平方米辐射板配套;另有评论指出SpaceX的Starmind卫星已用160平方米液冷辐射板支撑175千瓦峰值算力,可作为太空高密度散热的行业参照。谷歌此前披露的时间表是2030年代中期才可能部署真正的太空数据中心,这颗原型星的任务是先把在轨数据跑通。