2月3日11時(shí)06分，廣東陽(yáng)江海域，在明亮火焰的推動(dòng)下，捷龍三號(hào)運(yùn)載火箭自發(fā)射船的甲板上騰空沖向云霄，往靜謐的深空遠(yuǎn)去。
“整個(gè)人毛孔都豎起來(lái)了！”不遠(yuǎn)處，之江實(shí)驗(yàn)室天基計(jì)算系統(tǒng)研究中心科研人員張亞兵擠在人群里，仰頭目送搭載著“極光1000-慧眼”星載智能計(jì)算機(jī)（下稱“極光1000”）的東方慧眼高分01星隨火箭穿云而去。
對(duì)張亞兵而言，這次發(fā)射意義非凡。“極光1000”是他所在團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成果。
在之江實(shí)驗(yàn)室，記者見(jiàn)到了1∶1大小的星載智能計(jì)算機(jī)模型。長(zhǎng)方形的黑色小盒子，大約一本書大小，放在手上一掂，1.4千克的重量并不沉。“別看它小小的一個(gè)，功耗僅35瓦，每秒鐘可進(jìn)行32萬(wàn)億次操作，是衛(wèi)星的‘最強(qiáng)大腦’。”之江實(shí)驗(yàn)室天基計(jì)算系統(tǒng)研究中心負(fù)責(zé)人李超說(shuō)。
智能，是這臺(tái)計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵詞。“受星地傳輸帶寬限制，傳統(tǒng)遙感衛(wèi)星繞地球一圈，傳輸?shù)降孛娴臄?shù)據(jù)可能僅有10千兆位，甚至比不上一個(gè)硬盤的存儲(chǔ)容量，星上大量圖像常常來(lái)不及下傳到地面，嚴(yán)重限制了衛(wèi)星的性能。”李超說(shuō)。
此外，由于傳統(tǒng)遙感衛(wèi)星無(wú)法對(duì)圖像進(jìn)行即時(shí)的判斷識(shí)別，很可能傳輸?shù)降孛娴膱D像又是被云層覆蓋的無(wú)效圖像。
李超介紹，與傳統(tǒng)星載計(jì)算機(jī)只處理簡(jiǎn)單的拍攝和數(shù)據(jù)整理不同，“極光1000”可以實(shí)現(xiàn)在軌實(shí)時(shí)演算。一般而言，衛(wèi)星上一臺(tái)可見(jiàn)光相機(jī)，開機(jī)一秒鐘便可能產(chǎn)生5千兆位的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是如此龐大冗雜，以至于如果依靠人工處理，需要數(shù)月時(shí)間。而搭載星載智能計(jì)算機(jī)的衛(wèi)星，在天上就能直接進(jìn)行云判、壓縮以及目標(biāo)識(shí)別，極大提升我國(guó)衛(wèi)星算力效率。
李超告訴記者：“星載智能計(jì)算機(jī)的在軌實(shí)時(shí)處理功能能夠服務(wù)于自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境生態(tài)監(jiān)測(cè)、城鎮(zhèn)化發(fā)展、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)等眾多場(chǎng)景需求。”
要智能化、低成本，更要高性能和高可靠，“極光1000”的自研之路并不容易。
“有一段時(shí)間的測(cè)試中，我們的載荷一放到衛(wèi)星上，衛(wèi)星就報(bào)總線故障。”張亞兵回憶，團(tuán)隊(duì)和這個(gè)故障“死磕”了兩個(gè)月，“磕”至深夜12時(shí)是常態(tài)，“我們不斷地討論、調(diào)整思路，對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)和計(jì)算機(jī)接口都進(jìn)行了更精確的測(cè)試和定量分析。”
如今，“極光1000”算力、效能比等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。2023年10月底，經(jīng)專業(yè)測(cè)評(píng)，“極光1000”的結(jié)構(gòu)、硬件接口、性能參數(shù)、業(yè)務(wù)功能均滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，成功通過(guò)衛(wèi)星平臺(tái)的驗(yàn)收并完成交付，成為之江實(shí)驗(yàn)室首款搭載于商業(yè)衛(wèi)星的實(shí)際交付產(chǎn)品。
研發(fā)星載智能計(jì)算機(jī)的目的，是為打開“天算”之門。張亞兵表示，從海上發(fā)射平臺(tái)返回之后，自己將馬不停蹄投入天基計(jì)算系統(tǒng)的研發(fā)之中。下一步，更多天基中心自研的星載智能計(jì)算機(jī)將搭載于衛(wèi)星飛上太空，進(jìn)行在軌驗(yàn)證評(píng)估。更長(zhǎng)遠(yuǎn)一些，之江實(shí)驗(yàn)室希望突破太空計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)，搭建太空計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略前沿。
目前，天基中心已經(jīng)匯聚起一個(gè)200余人、且90%以上都是80后90后的大兵團(tuán)。“我們?cè)诮鉀Q國(guó)家戰(zhàn)略需求，是在做一件對(duì)的事情，我們一定要把天基計(jì)算系統(tǒng)做好，解決真需求、做出高水平、實(shí)現(xiàn)真創(chuàng)新。”李超目標(biāo)篤定。
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