天文数据“富矿”待深挖：AI中枢能否破解PB级数据难题？

“天文研究以观测为驱动，其核心在于从海量数据中挖掘科学问题，因此需要更强大的观测设备与更长的观测时间……但当前数据分散问题突出。”在中国空间站巡天空间望远镜2026年度科学年会上，中国科学院国家天文台研究员刘超向徽声在线记者揭示了当前天文领域面临的现实困境。随着全球第四代巡天设施即将开启100PB量级的天文大数据时代，我国科学家正探索构建“集中式”AI数据处理中枢，试图通过数据共享与交叉分析释放科学潜能。

徽声在线记者在会议现场了解到，面对即将到来的数据洪流，我国科研团队计划通过AI技术整合分散的天文观测数据，不仅为科学家提供更全面的宇宙图景，更将推动国产芯片、先进存储等硬科技在极端环境下的技术验证。这种“基础科学驱动产业创新”的模式，被业内视为天文学与高新技术产业深度融合的关键路径。

从青海冷湖的4300米高原到太空强辐射环境，天文观测对设备可靠性的严苛要求，恰好成为检验软硬件系统的“天然实验室”。业内专家指出，这种极端条件下的技术突破，往往能反向催生产业升级——正如20年前斯隆巡天项目推动微软SQL Server数据库技术迭代，当前中国天文领域正试图复制这一成功范式。

然而技术整合面临现实挑战：不同望远镜在波段覆盖、观测模式、数据处理流程上存在显著差异。如何建立统一的数据处理框架？这成为制约AI中枢落地的关键问题。

记者探访慕天望远镜控制中心 图片来源：徽声在线记者 温沐夏 摄

天文数据“富矿”仅开采表层

作为中国规模最大的光学近红外空间望远镜，中国空间站巡天空间望远镜（CSST）被誉为“中国哈勃”。其核心任务是对宇宙进行全景式扫描，为数以亿计的天体建立详细档案。这些数据将成为解答宇宙起源、暗物质分布等重大科学问题的关键线索。

CSST将与欧空局欧几里德望远镜、美国罗曼空间望远镜及地面鲁宾天文台构成第四代巡天网络，共同推动人类进入百PB级天文大数据时代。但数据规模激增带来全新挑战：每帧图像需经过噪声去除、光谱分离、流量校准等20余道精密处理工序，算法微小偏差在PB级数据下将被无限放大。

“天文数据就像金矿，但开采需要整套技术体系。”刘超向记者比喻道。当前各观测机构独立处理数据的模式，导致大量数据在首次分析后即被封存，形成“数据孤岛”。据统计，现有天文数据中超过80%未被充分挖掘，其科学价值远未释放。

CSST科学应用研究团队首席科学家刘超强调：“一台望远镜从立项到投产需十余年，但真正的科学发现往往产生于数据的二次开发。我们需要建立让数据‘流动’起来的机制。”

清华大学天文系副教授毛俊捷进一步阐释：“当不同波段、不同设备的数据在同一分析框架下交叉验证，就像为宇宙拼图提供了更多关键碎片，这种多维关联本身就是新发现的源泉。”

PB级数据迁移难题与破局路径

尽管“集中式”AI中枢构想获广泛认可，但技术实现面临现实阻碍。LAMOST运行中心工程师宋轶晗向徽声在线记者透露：“各天文台数据政策、存储格式、处理周期差异巨大，物理集中存储不现实。更可行的方案是建立标准化数据接口，实现分布式计算资源的协同。”

云南大学梦飞巡天团队提出模块化解决方案：将测光数据处理中的共性环节（如平场校正、背景扣除）封装为标准组件，各望远镜可在统一框架下进行个性化优化。这种“核心标准化+外围定制化”的模式，既保证数据兼容性，又兼顾不同设备的特殊性。

中国科大墨子巡天团队负责人范璐璐表示：“我们正密切关注CSST的AI数据处理系统进展。如果这种集成化平台能证明其在多波段数据融合方面的优势，我们将积极对接。统一平台带来的交叉分析潜力，可能催生突破性发现。”

天文观测成硬科技“极端考场”

在芯片、存储、算力基础设施领域，天文观测正展现独特价值。刘超分析称：“天文数据对存储吞吐量、数据库查询效率的要求远超常规场景。例如，单次巡天观测可能产生数PB原始数据，需在72小时内完成初步处理，这对硬件性能构成极限挑战。”

更关键的是，天文观测的不可重复性要求设备具备绝对稳定性。刘超举例：“超新星爆发过程无法重现，我们必须确保数据采集、传输、处理的每个环节零故障。这种严苛需求，使得天文台成为检验硬件可靠性的理想场景。”

极端环境下的技术验证更具现实意义。在海拔4300米的青海冷湖天文观测基地，硬盘需在-30℃至40℃温差中稳定运行，GPU要适应稀薄空气导致的散热效率下降；而太空设备则需克服强辐射、真空环境及数百摄氏度温差等挑战。这些场景为国产硬件提供了宝贵的测试机会。

产业界已开始布局。浪潮信息与中国科学院高能物理研究所合作的“拉索高能伽马智能工厂”，将液冷服务器部署在海拔4410米的四川稻城，建成全球最高海拔智算中心。该项目不仅验证了国产设备在极端环境下的可靠性，更探索出“天文+IT”的协同创新模式。

天文技术的产业延伸效应正在显现。以“中国天眼”FAST为例，其馈源舱牵引系统研发的巨型钢丝绳技术，已广泛应用于桥梁建设、深海探测等领域。刘超总结：“天文大科学装置不仅是科研平台，更是技术创新的孵化器。当我们在探索宇宙边界时，也在推动人类技术能力的边界。”