7月5日,以“太空极端环境下的可靠计算:挑战与路径”为主题的CCF YOCSEF(中国计算机学会青年计算机科技论坛)在昆明落下帷幕。
论坛由CCF YOCSEF昆明的刘应波和CCF YOCSEF上海的蒋龙泉共同担任执行主席,两地联手,采用CCF YOCSEF青年计算机科技论坛一贯的思辨方式来组织整场讨论,这也是计算机领域沪滇协作的一次尝试。来自中科院、国防科大、哈工大、国家卫星气象中心的代表,以及来自研究空间天气、电离层、并行计算、电网、网络安全、移动通信、电信运营和腾讯云等多个领域的高校学者和企业专家参加了活动。
参会人员既有来自中国科学院国家空间科学中心、国际宇航科学院院士,也有在加拿大航空航天局工作了近三十年的领军人才,还有嫦娥探月工程专家委员会成员、在空间探索领域深耕三十余年专家,也有来自中国计算所、计算机领域杰出的国家级人才,以及国家超算中心的研究员。
“一场论坛能把空间物理学家、卫星通信专家、天文学家、计算机专家、软件系统专家放在一起讨论同一个问题,本身就是一种少见的尝试。”主办方工作人员介绍,论坛所讨论的问题需要这样的组合,太空是一个典型的极端环境,高能粒子辐射、真空散热困难、剧烈温差和轨道碎片碰撞长期威胁着在轨计算系统的可靠性。这个问题横跨空间物理、微电子、计算机系统和航天工程,单靠一个学科很难给出完整答案。也正因如此,论坛的组织者把它交给了思辨,交给了不同背景的人在同一个话题上互相追问和补充。
建议建设面向南亚东南亚的
空间天气数据分中心
论坛上半场,四位学者分别从产业格局、存储系统、电离层机理和空间天气观测四个维度作了引导发言。
中国科学院国家空间科学中心的申旭辉从宏观视角出发,讲了太空经济的兴起,也讲了商业航天产业近年来的快速扩张。他提到马斯克的低轨星座对全球空天格局带来的冲击,也提到轨道碎片和极端空间环境给在轨设备造成的长期威胁。他认为,太空环境的复杂变量是所有太空算力设计都必须优先考虑的前提条件,也是我国自主空天算力体系寻找突破口的关键所在。
中国科学院计算技术研究所的陶鼎文研究员带来了团队自主研发的StarFS文件系统。这套系统面向星载存储设计,既能支持单星独立运行,也能实现星座级的组网协同。他还展示了团队与云南天文台合作完成的太阳观测数据压缩成果,这项工作已经被天文学顶级期刊接收,也把星地数据传输的时间大幅压缩了下来。
中国科学院国家天文台的马冠一从电离层扰动切入,介绍了这类扰动如何通过通信链路和硬件损伤两条路径削弱太空算力。他提到电离层闪烁对通信的破坏尤其致命,也提到我国已在东西向布局了十余个观测站点,其中云南的站点数量最多,恰好处在赤道异常区的核心观测位置。
中国科学院云南天文台的董亮则把焦点放在了云南本地,根据多年太阳观测的经验,探讨了预测预警在太空算力方向的应用点。他还介绍了云南依托低纬度和高海拔条件建成的多圈层空间天气观测网络,也谈到马来西亚三所大学已经加入了这套跨境观测合作体系。他认为,云南面向南亚东南亚具备一种不可替代的区位价值,未来有望依托沪滇协作的平台,在昆明建设面向南亚东南亚的空间天气数据分中心。
活动下半场,是论坛的思辨环节。来自二十余所高校和企事业单位的专家学者依次围绕“在轨计算可靠性的主导矛盾究竟是什么”、“地面方案能不能直接照搬到太空”、“规模化部署的路径”三个核心议题展开了长达数小时的讨论。
发言的人来自不同的专业方向,有人专门研究空间天气,有人做电离层建模,也有人来自并行计算、电网调度、网络安全、移动通信、电信运营乃至腾讯云这样的互联网企业。不同背景的人坐在一起谈同一个问题,现场气氛热烈而务实。
云南能更早、更持续地
捕捉到天气信号
作为此次活动的主办地,云南能为太空算力做些什么?云南地处低纬度,海拔较高,这两个条件叠加在一起,让它成为国内空间天气观测站点最密集的区域,也让它恰好落在赤道异常区的核心观测位置。这意味着云南能够更早、更持续地捕捉到电离层扰动、太阳射电爆发这类直接威胁太空算力的空间天气信号。多位专家提到,这样的观测能力可以反过来为在轨计算系统提供前置预警,让卫星在极端空间天气到来之前就调整工作状态,从而降低通信中断和硬件损伤的风险。
云南的另一重价值在于它面向南亚东南亚的区位。昆明到吉隆坡不过两千多公里,这片区域此前一直是国际低频射电观测的空白地带,云南天文台已经和马来西亚三所大学建立起跨境观测合作,团队还在推进面向南亚东南亚的低纬度电离层预测模型,这类模型能够弥补传统通用模型在低纬地区精度不足的短板。也有专家提出,未来可以把上海的算力资源沿着这条线路向南延伸,构建一张覆盖通信、导航和遥感的区域性太空算力服务网络。
而云南本身的地理条件,比如高海拔带来的辐射环境和频发的泥石流、滑坡等地质灾害,也被看作是一种天然的地面验证场。有专家提出,可以依托这类场景搭建卫星观测和地面应用之间的业务闭环,既能验证太空算力的实际效果,也能为云南本地的灾害监测提供支撑。
来源:都市时报
全媒体记者:孙文洁 文/图
编辑:马东
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