2025年第52周计算机行业周报:太空算力新基建—太阳翼

太空算力新基建—太阳翼

一、 柔性太阳翼助力大规模星座建设

(一)海南商发十战十捷:我国卫星互联网低轨 17 组卫星发射成功

2025 年 12 月 26 日,长征八号甲运载火箭于海南商业航天发射场成功发射,将 卫星互联网低轨 17 组卫星送入预定轨道。截至目前,中国星网系统已累计成功发射 136 颗卫星。

(二)规模化卫星部署催生的卫星新需求--柔性太阳翼

国网星座是中国巨型低轨星座,规划约 1.3 万颗卫星,采用高低轨协同双层设计, 以规避轨道竞争并提升覆盖效率。低轨卫星运行在 200-2000 公里轨道,具有时延低、 速率高、覆盖广的优势,是构建卫星互联网的核心。随着高通量卫星及太空数据中 心对太阳能面积需求提升,柔性太阳翼成为未来核心发展方向。它采用超薄柔性基 板,解决了大发电面积与小收纳体积的矛盾,相比传统太阳翼,重量减轻 20%-40%, 收纳体积缩小 60%以上,展开面积可扩大至 1.5 倍甚至更大。

(三)“中国造”太阳翼优势

中国已发展出刚性、半刚性和柔性太阳翼。中国空间站应用了柔性太阳翼,例 如梦天实验舱太阳翼收拢厚度仅 18 厘米,并采用世界首创的“二次展开”技术。风 云四号 03 星于 2025 年 12 月 27 日成功发射,该卫星采用独特的 T 型“单翅膀”太阳 翼设计。2025 年 9 月 16 日,银河航天成功发射全球首颗搭载卷式全柔性太阳翼的卫 星,其可卷绕、高收纳比,适配多星堆叠发射。2023 年 7 月 23 日发射的银河航天灵 犀 03 星,其柔性太阳翼单层板厚约 1 毫米,整星折叠后不足 5 厘米,适合多星堆叠 发射。

二、太空算计产业链全链条增速

(一)太空算力产业链三重架构

太空算力产业链覆盖上游卫星制造与发射、中游运营与地面接入、下游数据赋 能与场景落地三大环节,贯通了从卫星制造到赋能千行百业的完整链条。相关企业 正推动太空算力技术创新与商业化,助力构建天地一体化计算新架构。太空算力的 核心价值在于利用太空的独特环境,突破地面算力限制。2024-2029 年,全球商业航 天产业规模年复合增长率或将达到约 9%,到 2029 年有望超过 7800 亿美元。

(二)太空算力的上游

美国 SpaceX 的新一代 Starlink V3 卫星标志着其服务迈向千兆级高性能阶段。 V3 卫星的成功部署将提升星链网络的全球服务能力与竞争力。可回收技术是降低太 空算力成本的关键。SpaceX 猎鹰 9 号已实现第 500 次助推器回收,单次发射摊销成 本低。中国蓝箭航天的朱雀三号及长征十二号甲火箭均尝试了一级火箭回收,虽未 成功,但仍是关键技术领域的重要尝试。一箭多星技术支撑太空算力竞争。SpaceX “运输者 1 号”任务将 143 颗卫星送入轨道,创世界纪录。中国“长征二号丁”实现 了“一箭 41 星”。

(三)太空算力的中游

星链是全球规模最大的商用低轨卫星互联网星座,在轨运营卫星数量已超 7100 颗。中国国网星座(GW 星座)是国家级战略性卫星互联网系统,计划发射约 1.3 万 颗低轨卫星,采用双层轨道设计。千帆星座是由上海垣信卫星科技有限公司主导的 全球低轨卫星互联网星座。其一期已完成 648 颗卫星发射,二期计划在 2027 年底前追加 648 颗卫星。其核心突破在于星间激光链路通信技术,实现了 400 Gbps 的传输 速率。星座服务覆盖民生、商业、应急安全及技术融合等多领域,并面临太空碎片 干扰等挑战,未来技术路线将持续向 1 Tbps+传输速率等方向演进。

太空算力新基建—太阳翼

2.1 柔性太阳翼助力大规模星座建设

(一)海南商发十战十捷:我国卫星互联网低轨 17 组卫星发射成功

据 IT 之家消息,2025 年 12 月 26 日 7 时 26 分,长征八号甲运载火箭在海南商 业航天发射场发射升空,成功将卫星互联网低轨 17 组卫星发射升空,卫星顺利进入 预定轨道。此次任务是海南商业航天发射场的第 10 次成功发射,也是其今年第 9 次 发射,成功率 100%。海南商发表示其发射场 2026 年计划执行 20 至 30 次发射任务。 本次发射的卫星隶属于中国星网(GW)星座,由中国航天科技集团有限公司五院抓 总研制。用于构建覆盖全球的低轨宽带通信网络。截至目前,中国星网系统已累计 成功发射 136 颗卫星。

(二)规模化卫星部署催生的卫星新需求--柔性太阳翼

国网(GW)星座是中国为构建自主全球卫星互联网而部署的巨型低轨星座, 规划规模约 1.3 万颗卫星。其采用独特的高低轨协同双层设计,包括低轨的 GW-A59 子星座和高轨的 GW-A2 子星座,不仅有助于规避轨道竞争,更能实现高低轨互补以提 升覆盖效率。技术层面,该星座通过部署 500 公里以下的极低轨道,将通信时延理论 值压缩至 15-100 毫秒;同时,卫星搭载多类载荷,能提供 0.3 米级的高分辨率对地 观测与高速通信融合服务。试验数据表明,其太赫兹通信技术已实现每秒 206Gbps 的 极速传输,为未来 6G 空天一体化网络奠定了基础。根据规划,星座将于 2029 年底前 发射约 1300 颗卫星,并计划在 2035 年完成全部部署,旨在覆盖全球通信盲区,并在 争夺太空频轨资源、提升国家战略安全方面扮演关键角色。太空地图(spacemapper) 显示截至 2025 年 12 月 11 日发射的共 127 枚 HULIANWANG DIGUI 卫星皆为在轨状态, 目前运行状况良好。制造责任由三家已知生产商分摊:中国空间技术研究院、中国科 学院微小卫星创新研究所、和银河航天(Galaxy Space)。

低轨卫星是指运行在距地面 200 至 2000 公里近地轨道上的通信卫星,是构建 新一代卫星互联网的核心。与部署在 3.6 万公里高度的传统地球静止轨道(GEO)卫 星相比,低轨卫星“贴地飞行”,具有信号传输时延低、速率高、覆盖广等突出优势, 能有效解决山区、海洋、空中等地面网络难以覆盖区域的“最后一公里”通信难题。 卫星互联网正是通过在低轨道上大规模部署星座,组成一个具备实时信息传输能力的 星群,从而实现全球范围的高速互联网接入,并被视为未来 6G 空天地一体化网络及 手机直连卫星服务的关键天基组成部分。其技术路径也标志着卫星通信从过去对固定 区域的高功率服务,转向为全球提供高效、灵活的普惠连接。我国互联网低轨卫星进 入密集发射期,加入竞争激烈的全球商业航天领域太空博弈的新赛道。ITU 数据显示 地球低轨卫星总容量约 6 万颗,目前各国申报数量已超 7 万颗。而国际电信联盟规定 各国按照“先登先占”的规则竞争协调使用卫星轨道位置、关键频段资源。

在大规模星座建设和算力上天背景下,高通量卫星以及太空数据中心对太阳 能面积需求提升,柔性太阳翼有望成为低轨商业卫星和深空探测的未来核心发展方 向。柔性太阳翼是高功率商业航天卫星的核心能源部件。简单来说,它是卫星在太 空中用以捕获并转换太阳能、为整星供电的“翅膀”。为了在太空中获得尽可能大的 发电面积,卫星需要大型的太阳电池阵;但为了适应火箭整流罩内有限的发射空间, 这个大型结构必须在发射时高度折叠收纳,待卫星入轨后再可靠展开。柔性太阳翼正 是基于超薄、可卷曲或折叠的柔性基板(而非传统刚性板)制成,完美解决了大发电 面积与小收纳体积之间的矛盾。在具体构造上,柔性太阳翼主要由柔性基板、高效率 太阳电池片和精密的展开机构三大部分组成。柔性太阳翼是卫星迈向高功率时代的核 心关键技术。它采用厚度不超过 0.5 毫米的超薄柔性基板,与传统刚性/半刚性太阳 翼相比,在收纳体积、重量和面积上实现了革命性突破:重量减轻 20%-40%,收纳体 积缩小60%以上,展开面积则可扩大至1.5倍甚至更大,同时电池片转换效率超过30%。 这一设计优势不仅大幅节约了发射成本和整流罩空间,还显著提升了卫星的设计灵活 性与在轨供电能力。其发展直接响应了卫星功率需求的爆发式增长——从十年前的数 百瓦跃升至当前的数千瓦乃至上万瓦,并有效支撑了星座规模化、载荷复杂化(如通 信、遥感融合)以及太空计算等新任务对高效、轻量化能源的迫切需求。全球市场也 印证了这一趋势。根据 Market Intelo 发布的《2033 年太空柔性太阳能电池阵列市场 研究报告》,2024 年航天用柔性太阳能电池阵列市场规模约为 11.2 亿美元,预计到 2033 年将增长至约 43.6 亿美元,年复合增长率达 16.4%,其增长主要由材料进步、 发射数量激增及对轻量化高效电源的需求共同驱动。柔性太阳翼不是一项可选技术, 而是高功率、多任务卫星不可或缺的核心基础设施。

(三)“中国造”太阳翼优势

刚性太阳翼采用碳纤维面板与铝蜂窝复合基板,刚度和强度好,展开快速可 靠。自 1999 年随神舟一号首飞以来,已持续服务神舟飞船二十余年。半刚性太阳翼 采用玻璃纤维网状结构基板,对原子氧等空间环境具有更强防护性,寿命更长。中国 首套于 2011 年应用于“天宫一号”。 太阳翼是空间站的核心能源系统。中国航天科技集团八院自 1992 年起,已累计 为各类航天器研制并成功部署了 28 套刚性太阳翼、8 套半刚性太阳翼及 6 套柔性太阳 翼。中国空间站应用了两种规格柔性太阳翼:天和核心舱的柔性太阳翼单翼展开面积 约 67 平方米,提供 9 千瓦电力。问天和梦天实验舱各配备两副更大面积的柔性太阳 翼,为组合体提供约 80%的能源。梦天实验舱的柔性太阳翼收拢厚度仅 18 厘米(约 为刚性太阳翼的 1/8)。八院研制的大型柔性太阳翼拥有世界首创“二次展开”技术, 即首先展开一部分电池板以满足实验舱能源需求,待交会对接完成后再完全展开,建 立完整的能源系统。其实现了在轨分段展开,能够适应复杂的对接任务流程。

2025 年 12 月 27 日 0 时 07 分,中国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运 载火箭,成功将风云四号 03 星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。此次发射的长征 三号乙运载火箭由中国航天科技集团一院抓总研制,本次任务是长征三号甲系列运载 火箭 2025 年的第 15 次发射,刷新了该系列及中国低温运载火箭的年度发射纪录。风 云四号 03 是国家民用空间基础设施中长期发展规划中的业务卫星,属于第二代地球静止轨道气象卫星。其主要任务是为气象预报预测、防灾减灾、应对气候变化和生态 文明建设提供高精度数据支撑。这是风云四号系列发射的第 3 颗卫星。 风云四号卫星采用了独特的 T 型“单翅膀”太阳翼设计,以应对其因卫星平台六 面体构型及功能强大、载荷众多而只能在卫星单侧安装太阳翼的约束。传统卫星通常 采用分布于两侧的“双翅膀”构型以保持平衡与稳定。为确保在仅有一侧安装太阳翼 的情况下,卫星仍能保持高稳定度以实现精准对地观测,研制团队首次创新性地设计 了 T 型构型。该设计显著缩短了太阳翼质心与卫星本体的距离,从而大幅降低了太阳 翼在转动或发生晃动时对卫星姿态的干扰,提升了整体稳定性。此外,为确保太阳翼 在持续对日定向旋转过程中,其运动频率不会与卫星本体产生有害的“运动耦合” (即共振,可能导致卫星剧烈晃动),研制团队通过精妙的“牵线木偶”式气浮悬挂 测试系统,精确测量了太阳翼自身的频率特性,并在设计阶段主动避让了可能引发耦 合的关键频率,从源头上杜绝了风险,保障了卫星在轨安全稳定运行。这一设计成功 解决了单侧大型太阳翼带来的平衡与稳定难题。

2025 年 9 月 16 日,由银河航天研制的全球首颗搭载卷式全柔性太阳翼的卫 星成功发射。该太阳翼的基板和电池片均采用柔性材料,实现了轻质、可卷绕和高 收纳比。其核心优势在于发射时可卷成轴(直径约保温杯大小)贴附于卫星两侧,展 开后面积可达标准会议室规模,完美解决了传统刚性太阳翼体积大、重量高的问题。 这种设计不仅显著节省了卫星的发射体积和重量,还适配多星堆叠发射,有效降低了 任务成本。技术团队攻克了柔性电池电路在太空极端环境下的稳定性以及展开机构 “零误差”精密控制两大核心技术难关。全柔性太阳翼成功平衡了大功率需求与轻量 化设计之间的矛盾,未来有望成为各类卫星的标配,并为构建高效、经济的卫星互联 网星座提供关键支撑。

2023 年 7 月 23 日,中国太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功 将银河航天灵犀 03 星送入预定轨道。该卫星还验证了多项先进技术,包括柔性太阳 翼及多星堆叠、为适应无外壳的开放式结构而配备的主动热控流体回路(“太空空 调”),以及采用一体化成型的主体结构,为我国巨型低轨通信星座的快速、经济部 署提供了核心支撑。 卫星的核心亮点在于其柔性太阳翼。 轻薄可折叠:单层柔性太阳板厚度仅约 1 毫米,发射时可如“奏折”般折叠,整 星厚度不足 5 厘米。 大展收比:在轨展开后尺寸约为 9 米×2.5 米,具有包络小、重量轻的特点,适 合多星堆叠发射,能大幅提升部署效率并降低成本。 能源支撑:为大功率载荷提供充足能源,支持其搭载的数十吉比特每秒容量的 毫米波多波束数字载荷(可理解为卫星的智能“大脑”)。

中国航天科技集团五院总体设计部凭借 40 余年研制 760 余套太阳翼的深厚技 术积累,正将其柔性太阳翼作为核心商业航天产品推向市场,以满足卫星互联网建 设与商业航天的爆发式需求。目前,该产品已作为“卓越产品”上线“东方红天选 超市”商业平台,并获得了至少 6 家商业公司的订单。总体设计部通过“生产一代、 储备一代、研发一代”的布局,致力于持续提供高性能、高性价比的太阳翼,支撑我 国商业航天与国家战略性新兴产业的发展。该部门的柔性太阳翼产品具备三个核心优 势。 其采用模块化敏捷开发,可快速提供 10-150 平方米的定制方案。通过集成化设 计,使太阳翼体积减少 75%、重量降低 50%以上,为整星性能优化创造空间。 其产能领先,稳定供应。作为国内低轨星座一期的主要供应商,五院已建成首 条全自主智能生产线,目前年产能 400 套,并规划在 2026 年将产能提升至 1000 套/ 年,为规模化部署提供保障。 其产品继承了探月、北斗等国家重大工程的技术与可靠性经验,确保了商业产 品的高安全性与高成功率。

2.2 太空算计产业链全链条增速

(一)太空算力产业链三重架构

太空算力产业链完整覆盖上游卫星制造与发射、中游运营与地面接入、下游 数据赋能与场景落地三大环节,贯通了从卫星平台及载荷制造、核心芯片供应,到 天基与地面通信网络搭建、数据处理与运营服务,直至最终赋能千行百业的完整链条。 在这一链条中,相关企业正于各环节发挥关键作用,合力推动太空算力技术的创新与 商业化进程,助力构建天地一体化的计算新架构,从而开启算力基础设施向浩瀚太空 延伸的全新纪元。

太空算力的核心价值在于利用太空的独特环境,突破地面算力的根本性限制。 它通过部署在轨计算资源,将数据处理从“天感地算”升级为“天数天算”,利用太 空中永续的太阳能和天然的超低温散热环境,从根本上解决了能源供给与散热耗能的 瓶颈。此举将数据往返时延大幅降低,如低轨环境可控制在 50 毫秒以内,提升了效 率。同时,它实现了不受地理限制的全球全域覆盖与无缝服务,并能与通信网络融合, 构建天地一体的低时延网络。这一范式革命,不仅为遥感监测、深空探索等前沿领域 带来了实时响应与自主决策能力,更对国家构建自主可控的天基战略基础设施具有深 远意义。

商业航天产业正以前所未有的速度崛起,全球各地的企业和投资者纷纷涌入 这一领域,推动航天技术从政府主导转向商业化运营。未来商业航天将继续拓展其在 通信、导航、气候监测、地球观测等方面的应用。据前瞻经济学人,2024-2029 年, 全球商业航天产业规模年复合增长率或将达到约 9%,到 2029 年,全球商业航天产业 规模有望超过 7800 亿美元。

(二)太空算力的上游

美国卫星新竞争力

美国 SpaceX 的 Starlink 卫星大升级,新一代 V3 卫星的出现标志着其卫星互联 网服务正式迈向千兆级(Gigabit)高性能阶段。该卫星体积与重量(约 2000 公斤) 远超现有型号,必须依赖运载能力更强的星舰火箭进行部署。其核心突破在于性能的 指数级跃升:单颗卫星下行带宽高达 1Tbps,是前代 V2 型号的 10 倍;每次星舰发射 任务(约搭载 60 颗)可为整个网络增加高达 60Tbps 的总容量,达到传统发射增容效 果的 20 倍以上,将极大缓解网络拥塞。尽管其实施仍需获得监管批准、用户终端升 级并直面太空垃圾挑战,但 V3 卫星的成功部署将从根本上提升星链网络的全球服务 能力与竞争力。目前星舰已成功部署了 8 颗 V3 模拟卫星。Space X 首席执行官马斯克 预测,真正的 V3 卫星最快将于今年底或 2026 年初开始发射。

可回收技术降低太空算力成本

2025 年 11 月 17 日,美国 SpaceX 研制的猎鹰 9 号第 500 次利回收复飞一级助推 器,验证了可重复使用技术的成熟性。2025 年 12 月 3 日,中国蓝箭航天研制的朱雀 三号重复使用运载火箭成功首飞,二级火箭顺利入轨,一子级火箭回收失败。此次发 射实现国内首次九机并联液氧甲烷动力系统集成应用、首创不锈钢火箭箭体、首次入 轨级重复使用运载火箭高精度返回飞行验证。中国国家航天体系长征十二号甲采用液 氧甲烷推进剂,具有不积碳、易维护、适合快速复用等优点。目前该技术仍需更多飞 行验证来证明其可靠性。猎鹰 9 号单次发射摊销成本已低至 3000 万美元,星链发射 已实现每公斤入轨成本低于 300 美元。朱雀三号未来每公斤发射费用或将降至 2 万元 人民币以下。 2025 年 12 月 23 日上午十点,中国长征十二号甲运载火箭在酒泉卫星发射中心成 功首飞,将 12 吨有效载荷送入预定轨道,验证了其新一代液氧甲烷火箭的核心能力。 此次任务中,火箭尝试了一级火箭自主回收,但因三台回收发动机中有一台未能正常 启动,导致箭体减速不足,最终在距预定回收点约两公里处坠毁,未能实现回收目标。 火箭回收技术是全球航天降低发射成本的关键,但其实现过程充满挑战,需要攻克复 杂的姿态控制、高精度导航与制导等难题。无论是美国 SpaceX 猎鹰 9 号、蓝色起源 的新格伦火箭,还是中国的朱雀三号,在首次或初期的回收尝试中均经历过类似的失 败。此次长征十二号甲的回收尝试,尽管未能成功,但仍是中国在该关键技术领域迈 出的重要一步,符合此类高风险技术从试验到成熟的发展规律。

(三)太空算力的中游

星链是 SpaceX 构建的全球规模最大的商用低轨卫星互联网星座,截至 2025 年 8 月,其在轨运营卫星数量已超 7100 颗,占全球活跃卫星总数六成以上。其成功 依赖于三项核心技术:采用电子扫描相控阵技术实现波束的精准定向与灵活成形;通 过高效的动态资源调度与频谱利用来应对网络拥塞;以及依托星间激光链路构建天基 在轨网络,将路由与回传功能上移,从而大幅减少对地面基础设施的依赖,显著增强 了网络的全球覆盖能力与抗毁性。这一星座不仅为地面网络难以覆盖的偏远地区提供 高速宽带服务,更在俄乌冲突等实战场景中证明了其关键价值,能够在传统地面设施 损毁的情况下,持续为军事通信、无人机操控等提供稳定链路,展现了天基通信系统 的战略韧性。


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