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CAS Xi'an Aerospace stellt „Quantitative Hyperspectral Remote Sensing Intelligent Computing Constellation“ vor: Wettbewerb im Bereich „Weltraum-Rechenleistung“
Am 24. April stellte die chinesische Raumfahrtbehörde Xiguang Aerospace im Rahmen der China Space Conference 2026 in Chengdu die „Quantitative Hyperspectral Intelligent Computing Constellation“ vor. Diese innovative Errungenschaft integriert hyperspektrale Fernerkundung auf tiefgreifende Weise mit bordeigener intelligenter Datenverarbeitung und realisiert so den Wandel von „Weltraumsensorik und Bodenverarbeitung“ zu „Weltraumdaten und Weltraumverarbeitung“.
Durch die zunehmende Integration von kommerzieller Luft- und Raumfahrt und künstlicher Intelligenz hat sich die Rechenleistung im Weltraum zu einem hart umkämpften Sektor in der globalen Technologie- und Investitionsgemeinschaft entwickelt. Die „Konstellation für quantitative hyperspektrale Fernerkundung und intelligentes Rechnen“ steigert mit ihren einzigartigen technologischen Vorteilen und Anwendungsmöglichkeiten die Effizienz und den kommerziellen Wert von Informationsdiensten in der Luft- und Raumfahrt erheblich.
Veröffentlichung der „Konstellation für intelligentes quantitatives hyperspektrales Fernerkundungs-Computing“
Chinas Satellitenindustrie für Erdbeobachtung hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und bedeutende Fortschritte bei technologischen Innovationen, dem Ausbau von Satellitenkonstellationen und der Erweiterung der Anwendungsbereiche erzielt. Daten des Chinesischen Verbandes der Geoinformationsindustrie zeigen, dass China bis 2025 über 120 Erdbeobachtungssatelliten gestartet haben wird. Damit erhöht sich die Gesamtzahl ziviler Erdbeobachtungssatelliten im Orbit auf über 640, wodurch China seine Position als zweitgrößter Erdbeobachtungsland der Welt behauptet. Diese Satelliten decken optische, hyperspektrale, Infrarot- und Mikrowellenspektren ab und ermöglichen Erdbeobachtungen bei jedem Wetter und rund um die Uhr.
Fernerkundungssatelliten sind künstliche Satelliten, die mit Sensoren ausgestattet sind und die Erdoberfläche aus dem Weltraum aus großer Entfernung erfassen. Sie empfangen von der Erde reflektierte oder ausgesendete elektromagnetische Wellen, wandeln diese in elektrische Signale um und senden sie an Bodenstationen. Nach der Verarbeitung werden aus diesen Signalen nutzbare Daten und Bilder gewonnen, die eine umfassende Überwachung der Erdoberfläche, der Atmosphäre, der Ozeane und anderer Systeme ermöglichen. Fernerkundungssatelliten gehören zu den wichtigsten Trägern der Informationstechnologie in der Raumfahrt. Je nach Sensortyp lassen sie sich in optische Fernerkundungssatelliten (sichtbares Licht, Infrarot), SAR-Satelliten (Synthetic Aperture Radar) und hyperspektrale Fernerkundungssatelliten unterteilen.
Im Gegensatz zur traditionellen Fernerkundung, die primär „Bildinformationen“ liefert, erfasst die hyperspektrale Fernerkundung die spektralen Eigenschaften von Objekten am Boden über kontinuierliche Spektralbänder hinweg. Dies ermöglicht die Bestimmung physikalischer und chemischer Parameter von Substanzen und somit eine quantitative Identifizierung anstelle einer qualitativen Beobachtung. Die kürzlich von Xi’an Optics & Light Aerospace (CAS Xi’an) vorgestellte „Quantitative Hyperspectral Intelligent Computing Constellation“ integriert hyperspektrale Fernerkundung nahtlos in intelligente Bordrechner. Dadurch kann der Satellit Datenverarbeitung, Zielidentifizierung und Informationsgewinnung im Orbit durchführen, ohne auf bodengestützte Rechenleistung für die Datenübertragung angewiesen zu sein.
Dieser technologische Wandel führt dazu, dass Fernerkundungsanwendungen vom traditionellen Modell der „weltraumgestützten Sensorik und bodengestützten Datenverarbeitung“ zu einem Modell der „weltraumgestützten Datenverarbeitung und -berechnung“ wechseln, das Sensorik und Datenverarbeitung im Weltraum integriert. Dies wird die Aktualität der Daten deutlich verbessern und den Datenübertragungsdruck verringern und somit eine entscheidende Unterstützung für Szenarien mit extrem hohen Anforderungen an die Aktualität bieten, wie beispielsweise Notfallrettung, Umweltüberwachung und Präzisionslandwirtschaft.
Die kommerzielle Raumfahrt befindet sich derzeit an einem Wendepunkt der Branche. Die rasante Zunahme von Satellitenkonstellationen in der erdnahen Umlaufbahn und der sprunghafte Anstieg der Nachfrage nach KI-Rechenleistung haben dazu geführt, dass es in der Raumfahrt nicht mehr nur um das „Senden von Satelliten ins All“ geht, sondern dass sie sich auf ein Zeitalter der Weltraum-Rechenleistung zubewegt, in dem „Daten direkt im Weltraum berechnet und Modelle ausgeführt werden können“.
Vor diesem Hintergrund veröffentlichte die chinesische Raumfahrtbehörde Xiguang Aerospace am 24. April die „Intelligente Rechenkonstellation für quantitative hyperspektrale Fernerkundung“. Diese intelligente Rechenkonstellation setzt auf „Vernetzung von Rechenleistung“ als Kernstück, verabschiedet sich vom Modell des einzelnen „Fotosatelliten“ und plant den Aufbau eines weltraumgestützten intelligenten Sensorsystems mit 158 hyperspektralen Satelliten, die zusammenarbeiten, häufige Überflüge ermöglichen und schnell reagieren können.
„Software- und Hardware-Synergie“: Schaffung eines neuen Maßstabs für „Tagesdaten und -berechnungen“
Warum sollte man eine „konstellation intelligenter, quantitativer hyperspektraler Fernerkundungssysteme“ planen und aufbauen?
Qin Jing, Vorsitzender von Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD, erklärte: „Die globale Fernerkundungssatellitenindustrie befindet sich derzeit in einer Phase rasanter Entwicklung, wobei die kommerzielle Fernerkundung zum Marktführer wird. Die traditionelle hyperspektrale Fernerkundung steht vor drei zentralen Herausforderungen: begrenztem Speicherplatz, hohen Übertragungskosten und verzögerter Aktualität. Große Datenmengen gehen im Orbit verloren, und Verarbeitungszyklen können mehrere Tage dauern. Dies erschwert die Erfüllung der Anforderungen an schnelle Reaktionen in Bereichen wie Notfallüberwachung, Präzisionslandwirtschaft und Umweltschutz.“ Qin Jing fügte hinzu, dass die „Konstellation für intelligentes Rechnen in der quantitativen hyperspektralen Fernerkundung“ im Gegensatz dazu die Transformation der Fernerkundungsdatenverarbeitung von „serieller Verarbeitung an Bord“ zu „paralleler Verarbeitung an Bord“ durch den Einsatz verteilter Rechenknoten im Weltraum fördert. Dies kann die Aktualität deutlich verbessern und den Datenübertragungsdruck reduzieren, wodurch weltraumgestützte Informationen von einer nachträglichen zu einer frühzeitigen Informationsbereitstellung transformiert werden.
Die von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Xi'an Aerospace veröffentlichte „Konstellation für quantitative hyperspektrale Fernerkundung und intelligentes Rechnen“ weist folgende Merkmale auf:
Erstens ist die Satellitenplattform im Hinblick auf die „harte Rekonstruktion“ mit einer hyperspektralen Nutzlast mit einer Auflösung von unter 10 Metern ausgestattet, die den sichtbaren bis nahinfraroten Spektralbereich abdeckt und die Zusammensetzung von Bodenobjekten präzise analysieren kann. Sie integriert eine leistungsstarke heterogene Rechenarchitektur mit CPU, GPU und NPU (Rechenleistung eines einzelnen Rechners von mehr als 248 TOPS), die die tiefe Integration von intelligenter Missionsplanung im Orbit und Echtzeit-Datenverarbeitung ermöglicht. Die mehrstufige Orbitalkoordination umfasst SSO-Orbits in 530 km und 560 km Höhe sowie 40° Bahnneigung und berücksichtigt sowohl globale Durchmusterungen als auch die hochfrequente Überwachung spezifischer Gebiete. Das Kommunikationssystem integriert den Kurznachrichtendienst Beidou, eine 200-Gbit/s-Laserverbindung zwischen Satelliten und Satelliteninternet, um eine integrierte Datenerfassung und -übertragung zu erreichen und Übertragungsengpässe zu überwinden.
Zweitens hat die chinesische Raumfahrtbehörde Xiguang Aerospace im Bereich der „Soft Engine“ Pionierarbeit bei der On-Board-Bereitstellungstechnologie für hyperspektrale KI-Modelle geleistet. Durch Modellkomprimierung und ressourcenschonende Inferenz lassen sich große Modelle effizient in die Bordplattform integrieren. Gleichzeitig werden vertikale Modelle für Branchen wie Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Gewässerschutz, Bergbau und Kohlendioxidmessung erstellt und Datendekodierung, Cloud-Bewertung, Korrektur, Merkmalsextraktion und quantitative Inversion im Orbit durchgeführt.
Durch die Nutzung intelligenter Bordverarbeitung und kollaborativer Mehrsatellitenplanung erreicht die Konstellation zudem eine durchgängig schnelle Reaktionsfähigkeit, verkürzt die Datenverarbeitungszyklen erheblich, senkt die Datenübertragungskosten um mehr als 80 % und verbessert die Datennutzung deutlich. Dadurch wird die „Datenerfassung, -verarbeitung und Entscheidungsfindung im Weltraum“ realisiert und Satelliten werden von „Weltraumkameras“ zu „intelligenten Weltraumterminals“ aufgerüstet.
Qin Jing erklärte, dass die „Konstellation quantitativer hyperspektraler intelligenter Datenverarbeitung“ durch den Aufbau eines weltraumgestützten intelligenten Netzwerks, das Kommunikation, Navigation und Fernberechnung integriert, eine neue Ära des „Orbit-Computing und der Echtzeit-Intelligenz“ eingeläutet habe. Dies werde die Fernerkundungsbranche dazu bewegen, sich von der „Bereitstellung von Rohdaten“ hin zur „Bereitstellung direkter Entscheidungsfindungsfähigkeiten“ weiterzuentwickeln.
Erwähnenswert ist, dass CAS Xiguang Aerospace auf der China Aerospace Conference 2026 auch ein strategisches Kooperationsabkommen mit dem Zhijiang Laboratory unterzeichnet hat, um die „Quantitative Hyperspectral Remote Sensing Intelligent Computing Constellation“ auf eine neue Stufe der „Konstellationsintelligenz, Datenautonomie, fortschrittlichen Modelle und reichlich Rechenleistung“ zu heben.
Xi'an Optics & Light Technology Co., Ltd. hat bisher elf Satelliten erfolgreich gestartet und vernetzt. Der weltweit erste hyperspektrale Fernerkundungssatellit mit intelligenter Datenverarbeitung, „Xi'an Optics-2 01“, soll Mitte 2026 gestartet werden.
Der Wettlauf um Rechenleistung im Weltraum verschärft sich.
Die Rechenleistung des Weltraums, repräsentiert durch die „Quantitative Hyperspectral Intelligent Computing Constellation“, erweitert ständig ihre Anwendungsszenarien und deckt dabei verschiedene Schlüsselbereiche ab, die mit der Volkswirtschaft, dem Lebensunterhalt der Bevölkerung und der nationalen Sicherheit zusammenhängen.
Beispielsweise ermöglicht die schnelle Analyse von Fernerkundungsdaten im Orbit in der Agrarproduktion nicht nur die Bestimmung der Bodenfeuchtigkeit, sondern auch die präzise Ermittlung des Stickstoff-, Phosphor- und Kaliumgehalts. So lassen sich Nährstoffmängel bei Nutzpflanzen diagnostizieren und sogar frühzeitig vor Schädlingen und Krankheiten warnen – dank subtiler Veränderungen im Blattspektrum. Dies macht die Landwirtschaft wissenschaftlicher und effizienter. Im Bereich des Ökologie- und Umweltschutzes kann nicht nur festgestellt, ob Verschmutzungen vorliegen, sondern auch deren Art identifiziert werden. Dadurch entsteht ein Frühwarnsystem mit schneller Erkennung und sofortiger Reaktion. In der Rohstoffexploration ermöglicht die Hyperspektraltechnologie die präzise Identifizierung der spektralen „Fingerabdrücke“ von Mineralien. So lassen sich potenzielle Mineralgebiete schnell abgrenzen und die Mineralverteilung bestimmen. Dies revolutioniert traditionelle Explorationsmodelle, verkürzt den Explorationszyklus erheblich, grenzt das Zielgebiet ein, senkt die Kosten, löst Probleme der Exploration in komplexem Gelände und fördert den Sprung hin zu einer datengesteuerten und intelligenten Mineralexploration.
Da sich durch neue Anwendungsszenarien vielfältige Möglichkeiten eröffnen, entwickelt sich die Rechenleistung im Weltraum von der Machbarkeitsstudie hin zur großflächigen Implementierung und wird zu einem zentralen Thema im globalen Wettbewerb der kommerziellen Raumfahrtindustrie. Führende in- und ausländische Unternehmen und Forschungseinrichtungen erhöhen ihre Investitionen, um differenzierte Technologiewege und industrielle Strukturen zu entwickeln.
International rüstet SpaceX seine Starlink-Konstellation auf, um Rechenleistung im Weltraum und weltraumbasierte Rechenzentren zu schaffen. Dabei nutzt das Unternehmen seine Vorteile in der großflächigen Vernetzung und den kostengünstigen Starts, um eine führende Position auf dem globalen Markt für Recheninfrastruktur einzunehmen. Amazon hat mit Project Kuiper einen starken Einstieg in den Bereich des Weltraum-Computings hingelegt und plant, 3.236 Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn einzusetzen, um ein globales Weltraum-Rechennetzwerk aufzubauen. Starcloud treibt in Zusammenarbeit mit Technologieunternehmen wie NVIDIA und Google das Training und den Einsatz großer Modelle im Orbit voran, um die Rechenleistung von Weltraum-GPUs technisch zu verifizieren. Auch die führenden Fernerkundungsunternehmen Planet und Maxar stärken ihre On-Board-Edge-Computing-Kapazitäten, um die Effizienz der Echtzeit-Übermittlung von Fernerkundungsdaten zu verbessern.
Auch China beteiligt sich aktiv an diesem Wettlauf um Weltraumrechner. Das Zhejiang Lab treibt den Aufbau seiner „Drei-Körper-Rechenkonstellation“ voran und hat bereits zwölf Rechensatelliten vernetzt. Damit entsteht in China eine führende Plattform für verteiltes Weltraumrechnen.
Im Gegensatz zum allgemeinen Ansatz der Weltraumrechenleistung hat sich CAS Xiguang Aerospace für eine tiefe Integration in das vertikale Feld des hyperspektralen Rechnens entschieden und eine technologische Barriere mit "spezieller Nutzlast + exklusivem Algorithmus + proprietärer Rechenleistung" geschaffen, die eine stärkere Anwendbarkeit in hochwertigen Branchen wie Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Gewässer, Bergbau und Kohlenstoff hat.
„Unser Ziel ist klar: Wir wollen Chinas größte, umfassendste, benutzerfreundlichste und praktischste Fernerkundungskonstellation aufbauen“, sagte Qin Jing. Mit Blick auf den 15. Fünfjahresplan wird die Chinesische Akademie der Wissenschaften (CAS) Xi’an Aerospace ihre Expertise in hyperspektraler Fernerkundung und weltraumgestütztem intelligentem Rechnen weiter vertiefen und sich dabei auf Schlüsselbereiche wie intelligentes On-Board-Computing, hyperspektrale KI-Modelle im großen Maßstab und die Zusammenarbeit zwischen Satelliten konzentrieren. Ziel ist es, eine neue Generation intelligenter Fernerkundungssysteme mit größerer Abdeckung, schnellerer Reaktionszeit und präziserer Diagnose zu entwickeln und so verschiedene Branchen kontinuierlich mit Raumfahrttechnologie zu unterstützen.
Mehrere Datenquellen deuten auf ein rasantes Wachstum der Rechenleistung im Weltraum und der hyperspektralen Fernerkundung hin. Laut Fortune Business Insights erreichte der globale Markt für KI im Weltraum 2025 ein Volumen von 2,36 Milliarden US-Dollar und wird Prognosen zufolge bis 2034 auf über 15 Milliarden US-Dollar anwachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 22,91 % von 2026 bis 2034 entspricht. Ein Bericht von Research and Markets prognostiziert, dass der globale Markt für On-Orbit-Rechenzentren bis 2035 ein Volumen von 39 Milliarden US-Dollar erreichen wird, mit einer CAGR von 67,4 % von 2025 bis 2035. Damit ist er das am schnellsten wachsende Segment der Weltraumwirtschaft. Chinesische Wertpapierforschungsinstitute schätzen, dass der Markt für Satelliteninternet und weltraumgestützte Rechenleistung in China langfristig ein Volumen von über einer Billion Yuan erreichen wird, wobei hyperspektrale Fernerkundung und intelligente Rechendienstleistungen einen immer größeren Anteil ausmachen.
