面向国家需求,瞄准国际前沿,立足产学研用,坚持开放开源,争创国际领先,服务人类社会。

建立星际航海时代的灯塔

影响我们美好生活的,不仅仅是电力、疫苗和眼前的衣食住行。科幻作家刘慈欣曾说:“对星空和宇宙没有兴趣的文明,不会有长远的发展,不管他们在地球上多么繁荣。”中国悄然兴起的民间星空探索热,目前看是遥远的“星辰大海”,但它势将在未来帮助人们缔造更美好的生活。

发射火箭和卫星,在全世界都是“国家队”的专利。北京邮电大学教授、网络与交换技术国家重点实验室副主任王尚广发现:“在人类触手可及的地方,基本上已经被互联网技术改造得差不多了,突然发现卫星远远落后于信息技术的发展。于是大家都想把信息技术的新器件、新技术,用到卫星上。”

商业航天在近年来迅速崛起,马斯克旗下公司引领了全世界的商业航天航空的浪潮。在中国,大家也发现卫星、火箭并不遥不可及,民间的商业航天热已火热数年。

王尚广认为,以往的卫星不对数据或信号做处理和计算,是巨大的浪费。于是想在卫星上加星载计算集群、AI计算平台,做数据处理,把地面上的网元或者通信的功能分解到卫星上。

在发生郑州大雨那样的洪涝灾害时,城市的核心网瘫痪。核心网是通信网的大脑,王尚广想到:如果把核心网放在天上,即使中间发生瘫痪,其他基站也可以和卫星进行相连,受自然灾害的影响就小多了。

于是王尚广联合华为云、天仪研究院、中国移动研究院等多方力量,开始启动“天算星座”。2021年8月发射了天算星座的第一颗先导星“宝酝号”,今年2月份将发射第二颗先导卫星。王尚广团队在这两颗先导卫星上进行试验,开展技术优化或改进。之后将在今年8月发射的首颗卫星上进行全面的技术部署。“目前看宝酝号还是比较成功的。天算星座的一期是在2023年完成,是由6颗卫星组成;如果一期效果还不错,二期会达到34颗星;二期效果达到预期,三期将会在2030年达到300颗星。”

天算星座上,通过大量的新技术,新方法,新器件、新载荷的测试,可以推动卫星网络,尤其6G网络的发展。天算星座还将对一些自然灾害——龙卷风、海啸、地面上的地震、小行星撞击地球等,进行提前预警和深入研究。

在王尚广的设想中:“天算星座”是一个开放开源的平台,带有公益性,不同学校、科研单位、企业,都可以在这些卫星中做实验、测试、验证。加入天算联盟,把大家的服务器、网络等连在一起,可以快速形成一个全球遍布的实验结点网络。”

天算星座背后还有更庞大的“天算计划”。天算计划会在地面建地面站,天算星座的信息被地面站接收后,通过华为云的云超算中心,做大量的数据处理和承载,之后成为一个公众服务能力开放平台,用户通过平台,可以访问卫星上的各种应用——“访问卫星,像访问网络一样便利”。




谈到与华为云的合作,王尚广称“华为云的技术很好”,所以选择华为云的KubeEdge管理天算星座的卫星。华为云也是开放开源的平台,王尚广团队想依托于华为云,做天算星座的支撑。“一个KubeEdge的节点,能管理三千个卫星,所以从理论上讲,在地球上发射三万颗卫星,十个KubeEdge就可以管理起来了。”

华为云的技术和产品能为太空上的基础设施提供服务,“华为云既然能上卫星,那是不是未来的航天站,甚至未来的航天飞船、月球上,都可以部署?”王尚广畅想道。

把5G核心网放到卫星上,王尚广团队在全球是率先做的。天算星座发布之后,欧洲航天局就找到王尚广团队,表达了合作意愿。王尚广强调“核心网的目标不是地球,星际才是它的归宿”。

之所以全力推动“天算计划”,是因为王尚广内心的紧迫感。当前,马斯克在加紧部署的星链计划已发射三千多个卫星,占据预计发射总数的十分之一。

六百年前的大航海时代,西方文明疯狂掠夺地球上其他文明的资源,获得了东方的黄金、白银,美洲的农作物、非洲的劳动力。在星际大航海的过程中,他们不断尝试新的技术,带来了技术的大发展。

“现在为什么会内卷?就是人类社会发展遇到瓶颈了,资源就这么多,人口不断增长,地球上蛋糕越切越小,小到个人的内卷企业的内卷,大到国家的内卷、中美之间的激烈竞争,皆缘于此。”在今天,全球气候变暖,灾难频繁发生,大国竞争加剧,地区冲突不断,资源面临枯竭。人类社会是不是要像六百年前一样,跳开地球,向太空中去寻找资源?

王尚广认为,星际大航海时代的竞争已经开启,“这是东西方文明又一次新的碰撞,又一次竞争。如果谁率先在太空中找到新资源新武器,将会对地球形成降维打击。”

星际大航海的过程中迫切需要尝试新的技术,去做一些探索性的东西。有些问题是在是地球上压根碰不到的,这将推动人类的技术不断进步。如果不参与星际大航海,中国是否会因为落后而再次挨打?

天算星座被王尚广视为一座灯塔。“把研究的场地,从地球上转移到太空上,就相当于星际大航海中,新建了一个灯塔。有了它,就可以进一步把更多的研究放在太空领域。”大学里这些看起来“比较激进”的研究,类似于鲶鱼效应,将刺激更多组织探索新技术。

展望2022年,王尚广说:我们会在今年发射的北邮一号上开启一些震撼性的实验。华为的Atlas200也将被送上天,华为云未来在航空领域也许会有更广阔的应用。


摘自《三联生活周刊》