太空資料中心

的太空資料中心示意圖。此類軌道可使衛星近乎全時受光，以最大化太陽能發電。]]
太空資料中心（），又稱軌道資料中心（）或在軌資料中心，是指地球軌道、月球或其他天體上，於太空部署資料中心設施以執行資料儲存與運算，其主要構想是把原本設於地面的伺服器、圖形處理器與儲存裝置送上軌道，就近利用太空環境近乎不間斷的太陽能供電，並藉由真空中的熱輻射散熱，以緩解地面資料中心在電力、用水與土地上的壓力。

太空資料中心構想源於2020年代人工智慧運算對電力的龐大需求。國際能源署預估，全球資料中心的用電量將於2030年前後翻倍、逼近每年1000太瓦時，使電網、供水與選址許可承受沉重負擔。倡議者主張，晨昏太陽同步軌道上的太陽能板可近乎全天候受光、發電效率為地面的數倍，且太空中無須耗用淡水冷卻，因而可望以較低的碳排與營運成本承載高耗能的人工智慧運算。

2025年至2026年間，太空資料中心從概念快速進入實證階段。美國新創公司於2025年11月發射搭載輝達圖形處理器的衛星，成為首具在軌運作的資料中心級圖形處理器；公布「太陽捕手計畫」（），規劃於軌道部署搭載張量處理單元的衛星星座；歐洲太空總署資助的可行性研究由法國泰雷茲阿萊尼亞太空主導；中华人民共和国則以「星算計畫」的三體計算星座於2025年5月發射首批12顆計算衛星。此外，公理太空、、日本NTT等亦推出各自的軌道或月球運算計畫。

儘管業界宣稱前景可觀，太空資料中心的可行性與環境效益仍存在重大爭議。獨立的技術與經濟分析指出，真空散熱、抗輻射、發射成本與大規模在軌組裝均為尚未克服的難題；有研究更發現，一旦計入火箭發射與再入焚燒的排放，軌道設施的碳足跡可能不減反增，甚至損害臭氧層。研究認為，短期內太空資料中心較可能以「地面與太空混合」的形式承擔特定運算任務，而非全面取代地面設施。

背景與動機
太空資料中心的構想，源於地面資料中心在人工智慧時代所面臨的資源瓶頸。據該報導，資料中心預計將占2030年前美國電力需求成長的近一半，並持續擠壓電網與水資源。此外，大型資料中心的冷卻每年消耗龐大水量，據估計全球資料中心的冷卻用水已達每年數千億公升，且可能於2030年前再度倍增。在部分地區，供電與供水的緊張已使地方政府開始限制新建機房，例如法國馬賽有意管制新資料中心的設立。

面對上述限制，倡議者主張太空提供了三項地面難以企及的條件。其一為供電：位於太陽同步軌道的設施幾乎不受晝夜與天候影響，可近乎全天候接收日照，太陽能板的發電效率據估計可達地面的數倍。其二為散熱：深空的背景溫度僅約攝氏零下270度，接近絕對零度的宇宙微波背景輻射溫度，倡議者認為這一極低溫環境搭配真空，可作為天然的散熱條件，並免除地面資料中心龐大的淡水冷卻需求。

能源已成為決定人工智慧發展規模的核心瓶頸。科技業預估到2020年代結束前將在地面資料中心投入超過5兆美元，仍不敷所需，前執行長埃里克·施密特即警告產業正「用罄電力」。倡議者因而主張，地面電網難以支撐持續攀升的人工智慧用電，唯有取用太空中近乎無限的太陽能才可能規模化；而近年可重複使用火箭已將發射成本壓低數個量級，使原本近乎科幻的構想轉為可評估的工程方案，吸引多家科技與航太業者及多國研究機構自2020年代中期起相繼投入；相較之下，美國公用事業級太陽能電廠的容量因數平均僅約25%。

以太空太陽能驅動資料中心級的運算，所需的陣列規模十分可觀。《IEEE綜覽》估計，單顆搭載約175具圖形處理器的衛星，需配置約1024平方公尺的太陽能板，方能產生約240至250千瓦的電力。一項2026年的技術研究以「太陽能、運算與散熱三合一」的整合面板為設計，估算單顆重約150公噸的衛星可展開20公尺乘2200公尺、由約1萬6千片面板組成的陣列，支援約16百萬瓦的運算功率；研究並宣稱每公噸酬載可換得逾100千瓦的運算功率、太陽能電池的比功率約為每公斤500瓦，遠高於傳統太空系統。功率需求越大，陣列面積也越龐大：設想的5吉瓦級設施，其太陽能與散熱面板須展開成約4公里見方的巨型結構。輻射散熱受斯特凡-波茲曼定律制約，散熱功率與散熱面積及溫度的四次方成正比。《綜覽》的分析指出，一具功耗約700瓦的輝達圖形處理器，在攝氏60度下運作時約需1.4平方公尺的散熱器；一座40千瓦的機櫃需約80平方公尺；而一座100百萬瓦的設施則需約2500具此類散熱器。若容許晶片在攝氏85度的較高溫度下運作，單具所需的散熱面積可降至約1平方公尺，但也相應提高元件的熱應力。作為現成的工程對照，國際太空站即以填充氨的流體迴路搭配大型可展開散熱器，將艙內廢熱以輻射排入太空。

散熱因此成為一項系統級的權衡：工程師須在散熱器質量、太陽能陣列面積、發射成本、可靠度與姿態控制之間取捨，其中一項根本矛盾在於太陽能板須正對太陽、散熱器卻須盡量背向陽光，兩者的指向需求彼此衝突。在「太陽捕手計畫」中，以能量67百萬電子伏特的質子束測試其張量處理單元，模擬五年近地軌道任務的輻射劑量；結果顯示晶片本體可承受，僅高頻寬記憶體較為敏感，但受影響程度在可接受範圍內。具體而言，其高頻寬記憶體在累積約2千拉德劑量後開始出現異常，但屏蔽後五年任務的預期劑量僅約750拉德，且晶片在測試中承受達15千拉德仍未發生硬性失效。此外，資料在地面與軌道之間往返會產生數十毫秒的傳輸延遲。不過對於就地處理衛星觀測資料的邊緣運算應用，在軌處理可避免將資料傳回地面再運算的往返延遲，實現近乎即時的分析。

部署速度本身也是一大限制。《綜覽》估算，若要以每次可載約60顆衛星的星艦部署100萬顆衛星，需約1萬6千次發射，而即使是發射最頻繁的，2025年也僅執行165次軌道發射並創下自身紀錄，人類史上的軌道發射總計也不過約7000次。輝達表示，該衛星的運算能力較過往的太空運算高約100倍，並宣稱可將能耗與生命週期碳排放降低約十倍，惟這些數字均為業者自行提出。相較之下，地面的人工智慧專用資料中心規模約為100百萬瓦，而規劃中的設施更達2吉瓦。該衛星並在軌道上運行的模型。公司規劃後續發射8千瓦的與200千瓦的，並提出以邊長約4公里的巨型設施承載5吉瓦運算的長期願景。有分析估計，若要以此構型提供相當於一座1吉瓦地面資料中心的算力，約需1萬顆衛星。公司估計，唯有當發射成本於2030年代中期降至每公斤約200美元以下時，此類系統的整體成本才可能與地面資料中心相當，其研究構想以雷射通訊在衛星與地面之間傳輸資料，並規劃透過在軌組裝逐步建造大型設施。2024年6月公布的研究結論認為，太空資料中心在技術、經濟與環境上均屬可行，但關鍵前提是必須開發出全生命週期碳排放低於現行十分之一的火箭。研究擬定的時程為：2035至2036年先於約1400公里高的軌道部署13個模組、達到10百萬瓦規模，2050年前擴充至1吉瓦；每個模組尺寸約200公尺乘80公尺、重約32公噸。研究並估計，2030年整體資料中心市場約達23吉瓦，而僅圖其中1吉瓦。2025年5月14日，該計畫以長征二號丁火箭一箭12星，將首批「三體計算星座」衛星送入約700公里高的太陽同步軌道。該星座由之江實驗室主導，其名稱依官方說法源自牛頓的三體問題，坊間則多聯想到劉慈欣的同名科幻小說。依官方資料，首批12顆衛星單星算力最高達每秒744兆次運算，星座整體算力達每秒5千兆次運算、星間雷射通訊速率達每秒100吉位元，並搭載80億參數的天基人工智慧模型。之江實驗室總工程師趙志峰表示，該星座為千星規模，建成後總算力可達每秒100萬兆次運算（1000拍次每秒）；「星算計畫」整體則規劃最終以2800顆算力衛星組網，官方並舉例，在軌運算可將森林火災的資料處理由小時級縮短至分鐘或秒級。首批任務中，其中01、02號兩顆衛星另搭載宇宙X射線偏振探測器以執行天文觀測。臺灣的國家實驗研究院科技政策研究中心指出，該計畫最終規劃擴充至2800顆衛星，並提醒各界關注其衍生的資料安全與國際監理議題。開發商國星宇航稱該星座為全球首個專用的在軌運算星座。

公理太空軌道資料中心
美國太空基礎設施商公理太空自2023年起推動軌道資料中心（）節點建設服務。2023年12月，公司宣布與及合作，在其太空站艙段上整合吞吐量達每秒10吉位元、符合互通標準的光學星間鏈路。2025年8月，公司將小型原型送上國際太空站進行邊緣運算示範。不過《》指出，隨著國際太空站預定於2030年退役，掛載於其上的設施將面臨硬體壽命與管轄權的疑慮。據義大利《麻省理工科技評論》報導，該月面裝置的儲存容量約為8，公司並計畫於2027年在地月拉格朗日點部署商業資料儲存服務。2025年2月26日，公司名為「自由」（）的資料中心載荷隨直覺機器的「雅典娜」（）登月器發射，並在飛行途中完成資料上傳、下載、加解密等在軌操作測試。

其他計畫與業界動向
日本也有企業推動相關業務，如與完美天空JSAT集團於2022年成立合資公司，推動「宇宙統合運算網路」構想，結合光電融合技術與大容量光通訊，並與宇宙航空研究開發機構自2023年起共同研究把人工智慧應用於在軌運算，使衛星觀測資料能在軌道上先行處理。

其他多位科技業領袖亦公開看好此一方向。亞馬遜創辦人傑夫·貝佐斯於2025年10月在義大利一場科技活動中預言，10至20年內將出現吉瓦級的太空資料中心，並認為其成本終將勝過地面設施；其創立的藍色起源正開發搭載抗輻射晶片的在軌載具。此外，前執行長艾力克·施密特表示，其收購火箭商相對論太空是為了在軌道部署資料中心。另有券商預估，到2030年地面資料中心的總算力需求可能達約200吉瓦、相關基礎建設投資近1兆美元，使部分業者將軌道部署視為可能的紓解途徑。亦有分析估計，與藍色起源等業者部署的數萬顆衛星，其算力到2030年可達地面資料中心的約八分之一。然而，研究本身即承認，這項效益的前提是開發出全生命週期碳排低於現行十分之一的火箭，亦即以既有技術並無法達成。

若干研究對「太空更環保」的宣稱提出直接反駁。德國薩爾蘭大學的研究團隊發現，一旦計入火箭發射與硬體再入大氣焚燒的排放，軌道太陽能設施的有效碳強度可能高於任何地面電網。

除碳排外，衛星再入大氣時的焚燒亦引發臭氧層疑慮。研究者指出，每年已有數百公噸太空物體在高層大氣中焚燒，生成氧化鋁等約20種物質；大氣化學家指出，氧化鋁尤其可能損耗臭氧層，並影響高層大氣的溫度與環流。據《自然》旗下《科學數據》期刊的研究，2020至2022年間約有1.2萬公噸材料再入大氣。此外，一次火箭發射通常向高層大氣排放約200至300公噸二氧化碳，並可在該處滯留數年。聯合國環境署官員薩莉·拉德萬（）也強調，評估人工智慧的環境衝擊時應一併計入稀有原料開採等上游環節的影響。大規模衛星星座還會加劇太空碎片與天文觀測光害問題。德國《科學光譜》（）雜誌更直言，散熱、輻射、頻寬與發射成本等障礙使當前的太空資料中心構想近乎「白日夢」，並推測相關宣傳意在轉移外界對人工智慧泡沫與地面資料中心缺電缺地問題的注意力。

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