之江实验室星载智能计算机昨日升空
在太空看见计算的力量
记者 何冬健 通讯员 肖乐 盛汪淼芷
本报讯 (记者 何冬健 通讯员 肖乐 盛汪淼芷) 2月3日11时06分,广东阳江海域,在明亮火焰的推动下,捷龙三号运载火箭自发射船的甲板上腾空冲向云霄,往静谧的深空远去。
“整个人毛孔都竖起来了!”不远处,之江实验室天基计算系统研究中心科研人员张亚兵挤在人群里,仰头目送搭载着“极光1000-慧眼”星载智能计算机(下称“极光1000”)的东方慧眼高分01星随火箭穿云而去。
对张亚兵而言,这次发射意义非凡。“极光1000”是他所在团队的研发成果。
在之江实验室,记者见到了1∶1大小的星载智能计算机模型。长方形的黑色小盒子,大约一本书大小,放在手上一掂,1.4千克的重量并不沉。“别看它小小的一个,功耗仅35瓦,每秒钟可进行32万亿次操作,是卫星的‘最强大脑’。”之江实验室天基计算系统研究中心负责人李超说。
智能,是这台计算机的关键词。“受星地传输带宽限制,传统遥感卫星绕地球一圈,传输到地面的数据可能仅有10千兆位,甚至比不上一个硬盘的存储容量,星上大量图像常常来不及下传到地面,严重限制了卫星的性能。”李超说。
此外,由于传统遥感卫星无法对图像进行即时的判断识别,很可能传输到地面的图像又是被云层覆盖的无效图像。
李超介绍,与传统星载计算机只处理简单的拍摄和数据整理不同,“极光1000”可以实现在轨实时演算。一般而言,卫星上一台可见光相机,开机一秒钟便可能产生5千兆位的数据。这些数据是如此庞大冗杂,以至于如果依靠人工处理,需要数月时间。而搭载星载智能计算机的卫星,在天上就能直接进行云判、压缩以及目标识别,极大提升我国卫星算力效率。
李超告诉记者:“星载智能计算机的在轨实时处理功能能够服务于自然灾害监测、环境生态监测、城镇化发展、智慧交通、智慧农业等众多场景需求。”
要智能化、低成本,更要高性能和高可靠,“极光1000”的自研之路并不容易。
“有一段时间的测试中,我们的载荷一放到卫星上,卫星就报总线故障。”张亚兵回忆,团队和这个故障“死磕”了两个月,“磕”至深夜12时是常态,“我们不断地讨论、调整思路,对卫星平台和计算机接口都进行了更精确的测试和定量分析。”
如今,“极光1000”算力、效能比等关键技术指标处于国内领先水平。2023年10月底,经专业测评,“极光1000”的结构、硬件接口、性能参数、业务功能均满足设计标准,成功通过卫星平台的验收并完成交付,成为之江实验室首款搭载于商业卫星的实际交付产品。
研发星载智能计算机的目的,是为打开“天算”之门。张亚兵表示,从海上发射平台返回之后,自己将马不停蹄投入天基计算系统的研发之中。下一步,更多天基中心自研的星载智能计算机将搭载于卫星飞上太空,进行在轨验证评估。更长远一些,之江实验室希望突破太空计算关键技术,搭建太空计算网络,服务国家战略前沿。
目前,天基中心已经汇聚起一个200余人、且90%以上都是80后90后的大兵团。“我们在解决国家战略需求,是在做一件对的事情,我们一定要把天基计算系统做好,解决真需求、做出高水平、实现真创新。”李超目标笃定。