日本国家谷歌公开了其在宇宙空间构建AI计算基础设施的研究项目“Project Suncatcher（项目·阳光捕手）”的最新进展。该项目通过SpaceX的拼载任务“Transporter-18”发射搭载谷歌TPU的原型卫星，旨在验证TPU在宇宙环境中的运行状况。
Project Suncatcher计划在大量小型卫星上搭载TPU，并通过高速光通信将卫星互联，构建大规模的宇宙AI计算平台。此次发射的目的是测试TPU的耐久性及冷却性能等关键指标。
其中一大挑战是让原本为地面环境设计的TPU能在宇宙环境中稳定运行。火箭发射时会产生强烈的振动和加速度，轨道上还会受到宇宙辐射的影响。
谷歌此前已使用第六代TPU“Trillium”进行了振动和辐射测试。火箭发射至低轨道的约10分钟内，卫星将承受剧烈振动和高达10G的加速度，TPU等部件甚至可能承受50至100G的冲击力。
为模拟发射环境，谷歌对卫星进行了三轴方向的强烈振动测试，重现火箭发射时的频率，测试后确认硬件依然正常。
在质子射线照射测试中，谷歌施加了超过预计5年宇宙任务辐射量的辐射剂量，以验证TPU的耐受性。此次轨道验证将检验TPU在真实太空环境中的稳定运行能力。
另一大难题是冷却。AI加速器如TPU消耗大量电力，产生大量热量。地面可采用风冷或液冷，但真空的宇宙中无法利用空气散热。
因此，谷歌设计了通过热管将TPU产生的热量传导至散热器，再向宇宙空间辐射的冷却方案。地面已开展真空环境下的测试，此次卫星发射将验证该冷却系统在太空中的性能。
卫星间实现数十Tbps高速连接
Project Suncatcher不依赖单一大型卫星集中计算，而是将TPU分布在众多卫星上，卫星间通信成为关键。
大规模AI训练需要在众多TPU间传输海量数据，谷歌认为要达到地面AI数据中心的性能，卫星间通信速率需达到数十Tbps级别。
为此，谷歌采用激光光通信技术。在实验室中，单对收发器已实现单向800Gbps、双向合计1.6Tbps的通信速率。
未来计划让数百颗卫星以约数百米间隔飞行，通过高速光通信互联。
利用太阳能作为AI计算电力来源
将计算基础设施置于太空的优势之一是便于利用太阳能。选择合适轨道后，卫星可长时间持续接受阳光照射。谷歌估计，太空中可利用的太阳能是地面的最高8倍。
地面AI数据中心面临电力供应、冷却和用地等诸多限制，Project Suncatcher则利用限制较少的宇宙空间，探索新的AI计算平台部署方式。
不过，目前该项目仍处于研究阶段，冷却、卫星间通信、发射成本及长期可靠性等问题仍需解决。
此次发射将重点验证TPU在宇宙飞行中的振动、辐射和温度环境适应性。谷歌计划于2027年发射两颗卫星，测试激光卫星间通信技术。
