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星链,正亮出最危险的“獠牙”

C次元 2022-05-09 15:43 发文

作者丨林登万

责编丨崔力文

编辑丨别   致

无可否认,SpaceX已发展为美国太空军事力量的重要组成部分。

约在一个半月前,美国空军进行了一次非常特殊的系统测试。

之所以说“特殊”,而且还加上“非常”的前缀,是因这既非目前正大红大紫的新一代高超音速武器;也不是那个呼声很高针对目标显而易见的下一代隐形轰炸机项目B-21。而是区区一个“民转军”项目——通过民用中继卫星网络,将作战飞机纳入美国空军的体系之中。

简单来说,就是我们耳熟能详的所谓“军转民”的一种反向操作。

根据美国空军官网3月31日发出的相关介绍,这次大规模测试发生在3月的下旬。实施方,为美国空军的样板部队,几年前率先换装F-35A“闪电Ⅱ”战机的第388战斗机联队。

测试的具体内容,是由该联队的战机经过一次没有提前准备的转场飞行,临时进驻一座“前线基地”。

具体项目包括上级的任务下达与紧急任务分配、联队之间的信息交互、以及实时的战场情报上传。

在整个测试任务中,388联队装备的F-35A没有使用传统的美军卫星中继网络 ,而是依托挂载的专用吊舱,全程靠着星链卫星来保持作战网络接入。

从美国空军的反应来看,这次行动显然大获成功的。

当事人之一,全程参与了任务的388联队地勤大队的科尔宾·梅雷迪思中尉,在其递交给上级的报告中这样写道:

“(测试期间)的连接速度,比目前的专属军用卫星系统快近30倍。撇开带宽上的优势不谈,该系统的另一项优点是简单易用——几乎所有(参加测试的)飞行员都是现场接受的培训,掌握设置并连上网络只用了不到十分钟。”

好么,到底是哪家民用卫星系统那么牛逼呢?

我们的“老熟人”——SpaceX的星链系统。

能够有机会对利润丰厚的美国国防部订单大包大揽,这是伊隆·马斯克自建立SpaceX起一直的夙愿。而目前,通过承接美军间谍卫星发射任务,乃至于为空军战机联队甚至其他美军单位开发新的中继通道,他正在一步一步通向这个目标。

考虑到SpaceX的老对头联合发射联盟,因为迟迟不能解决宇宙神火箭的发动机困境,事实上已经处于“半身不遂”状态。显然这一次,马斯克不但赢了,而且还是赢麻了。

▲ “赢麻了!”

然而,星链的“民转军”这个消息,对于美国“大国竞争”的对手们,例如俄国和我们,却实在算不上一个好消息。

01 进攻性的防御

众所周知,卫星,特别是用来进行数据中继的通信卫星,已经成为了现代社会正常运行,所必不可少的一项基础设施。

无论是提供给偏远地区联络的专用海事卫星,还是专司电视转播、数据中继的同步轨道通信卫星,正是这些设备的存在,为不同的地区抹去了距离的阻碍,架起了信号数据的桥梁。

在军用领域,卫星通讯的价值则更加凸显。

从部队的远程指挥和调度、战术单位之间的协调和联动,到无人机等远程设备的操控。可以说,美国的军事力量之所以强大,至少有一半是基于其跨区域通讯保障能力的强大。而这其中,卫星中继系统的贡献更是决定性的。

一个典型的例子,2011年5月1日海豹6队于巴基斯坦境内击毙本·拉登的“海神之矛”行动中,时任美国总统的奥巴马,就与全体幕僚以及美军最高层,在位于地球另一边的华盛顿,实时观摩、“督导”了整个过程。

▲ 本·拉登可能并不知道,自己被抓捕击毙的全过程,被一群大人物在地球另一边全程观摩

为全球美国军事力量提供数据中继服务的,主要是三类卫星:“军事星”、宽带全球卫星系统,以及窄带全球卫星。

首先说这个“军事星”。

“军事星”全称“军事战略战术中继卫星系统”,Military Strategic, Tactical and Relay Satellite。

自上世纪80年代起,洛克希德·马丁公司和波音公司联合开发的“军事星”,即,军事战略战术中继卫星系统。

该卫星系统迄今已发展三代。该卫星系统为美军体系内的战术用户,提供实时、保密、抗干扰的通信波束全球覆盖服务。

▲ 宽带全球卫星系统(WGS)现已入轨12颗

而宽带全球卫星系统,是美国空军和陆军联合投资开发的项目,旨在为全球单位提供纯数据通道的中继服务。其脱胎于商用数据中继卫星,是全球第一种投入使用的军用高通量卫星,单颗卫星能够提供超过126Gbit的带宽。

至于窄带全球卫星,本质上是一种类似海事卫星的体系,能够为在世界各地的美军作战部队提供类似民用手机的3G网络服务。

▲ 窄带卫星通信系统(MUOS)可以粗暴理解为高空大通量“手机基站”

很多朋友一定要问了,说星链的“民转军”,你扯这么一通,去介绍美军的中继通信卫星体系是要干什么?

因为啊,美国的军事力量之所以强大,既仰赖于这套数据终极系统,对其各战术单位武器系统的聚合力,但用来聚合的卫星本身,却是极其脆弱的一环。因为已经高度依赖系统力量的美军,现实已经很难脱离体系各自为战了。

而这些军事星、宽带和窄带卫星全部加一起,总计20枚。且全部处于地球同步轨道的固定点位上,仿佛是悬空的固定靶。一旦这些关键的卫星中继通道被阻断,美军的全球力量即面临解构的风险。

那么如何防御这种可能的攻击呢?36500公里的高度本身,也许是很好的保护,能够屏蔽大多数对其有想法的势力。

但是,这绝对拦不住中、俄,甚至是已经确认掌握远程导弹技术的朝鲜和印度。特别是前两者,都是掌握同步轨道反卫星技术的。

由于在外层空间部署防御性武器,面临着法律和技术的双重难题。所以单纯从体系对抗角度来说,这种可能的威胁似乎是无解的。

既然无解,那么是不是换个思路来看问题?

如果20颗卫星组成的网络,显然是脆弱的。那么200颗呢?甚至,2000颗、20000颗又如何?

将位于同步轨道上质量超过5吨,造价10亿美元以上的重型通信卫星,拆分成成百上千枚运行于低轨道上的,单颗造价百余万的小卫星。

在现有的技术下,是一样能够完成通讯组网工作的。而基于其廉价以及数量优势,也能够使对美军网络怀有企图的对手,面临打击成本和收效比无限降低的窘境。

▲ 低成本小卫星用低成本方式入轨,这种比导弹还便宜的目标你打还是不打?

而既然都讲到这里了,那么我们也事实上解释了,为什么美军3月下旬的这次测试,对于我们来说会是个非常不好的消息。因为这无异于废掉了美国之外的国家,瓦解美国战争机器基础数据中继体系的手段。

当然,对于星链这类分布式中继卫星网络的价值,美国军方也绝非最近才意识到。甚至有相当大的可能,SpaceX的技术正是来自某些隐秘的私相授受渠道。

如何在军事用途上将其效能最大化,更是近年来美国国防部积极探索的方向。实际上早在本次F-35A联队成建制测试前的2021年,空军就已经利用一架改装过的AC-130J进行了相对低速下,初步的网络融入测试。

目前,美国空军研究实验室(AFRL)正在测试通过星链,把F-22的机间/机队内飞行数据链,与F-35配备的多功能先进数据链进行实时连接。

而美国陆军也在开展基于星链系统的,服务于M109自行火炮的数字化火力信息系统。希望据此将火炮从前敌情报获取,到开炮射击的整套“观察-判断-决策-执行”流程,缩短到20秒之内。另外,对各种地面载具的数字化改造,也是基于星链这类分布式通讯星座系统来进行考虑的。

而根据最极端的推测,星链事实上也能被转变为美国的反卫星武器。

大量部署、具备霍尔推进装置、可灵活操纵变轨机动。在有必要的时候,数以千计的星链卫星,完全可以摇身一变,成为轨道上的自杀式攻击卫星,撞向任何一个美军想要摧毁的他国在轨目标。

尽管其机动能力,暂时还无法拦截类似远程导弹之类的再入式目标,但在某种意义上,这已经是冷战时代“星球大战”计划里,“智能卵石”拦截器的低配现实版。

▲ 如果说星球大战计划是战略欺骗,那么其中的“智能卵石”方案,却是技术上可行的

此时此刻,星链正从一种被无数人鼓吹的技术上的成就,演变成了一种现实世界里的军事威胁

02 我们的应对措施

那么,我们当前是如何应对这一状况的呢?

用一句当前流行的话来说,那便是——唯有“魔法”,才能打败“魔法”。

既然和平时期,谁也不能任意攻击他国的太空资产,而SpaceX又在美国官方明里暗里支持下,不断在近地轨道上圈地跑马,抢占优质轨道和频段资源。那么,我们就只能去发展自主的,分布式通讯星座系统。

是不是突然有了一种熟悉的感觉?这正如当年我们为局势,被迫去独立建设“北斗”系统那样。

2020年9月份,国际电信联盟(ITU)收到了一份特殊的申请,一个缩写为“GW”的中国大陆申请方(国家/地区代码为CHN),提交了其频谱分配档案。

根据ITU公开信息,“GW”的频谱分配方案是为分别名为GW-A59和GW-2的宽带星座计划而准备的。

▲ 图为ITU的GW-A59档案

上述信息在当年11月被公众知悉以后,又有媒体深挖了公开信息,发现GW-A59/2宽带星座计划的总规模,达到了12992颗在轨卫星这样的规模。

这里有个问题,作为前缀的哪个GW,到底是什么意思?去年4月28日,谜底揭晓。

随着中国卫星网络集团有限公司,即星网公司的成立,信息被进一步披露出来。“GW”被证实,其实就是“国网”的拼音首字母。而这个名称,其实早在星网公司成立之前,就已经有了。而低轨道通信卫星的测试工作,甚至要比向ITU申请频段更早。

早在2020年1月,名为“银河航天首发星”的中国版星链卫星试验星,就已经被快舟一号甲运载火箭送入轨道。

▲ 银河航天首发星效果图

而进行组网星座测试的02批次6枚试验星,则是在2022年3月初,于西昌卫星发射中心搭一枚商用遥感卫星发射任务的便车,由长征二号丙运载火箭发射入轨的。

根据目前星网公司披露的信息,GW星座的部署将主要分为两个阶段,同时卫星也根据其轨道高度分成两组:分别为300至500公里的极地轨道,以及1000至1300公里的近地轨道。

低轨道虽然会损失覆盖范围,但也意味着延迟更低。而低延迟的优势也是不言而喻的,例如在偏远无信号地区提供基于云端的汽车无人驾驶服务等,就必须要寻求尽可能小的延迟。

当然,无论星链还是GW星座,卫星和组网从来就不是核心问题。毕竟在有源相控阵技术“白菜化”的今天,在不算小的星链卫星甚至更大一些的GW卫星上,集成高通量数据接收转发系统这并非难事。问题的关键,还是如何以尽可能低的成本,来部署这数以万计的卫星。

一旦正式决定发射组网,对于GW星座来说,目前可用的发射平台莫过于——新锐的长征七号、老式但高度可靠的长征二号系列火箭。此外,我们还将充分借助现有发射任务的便利,通过“搭便车”的方式进行部署。

根据2019年末数据,长征二号丙的商业发射报价约为2500万美元,而长征五号虽还未正式投入商用,但推测其投入商用后的报价,基本型长五丁应该在9000万~10000万美元。

虽然比之SpaceX的猎鹰9和重型猎鹰要高上不少,但尚在可承受范围之内。

当然,更低成本的下一代廉价发射系统的开发工作,国内并未落下。

目前不止一家国内民营企业,正在循着SpaceX的成功经验,开发类似猎鹰9第一级的可回收式火箭系统。而“国家队”,则在积极推进一个更为先进,而且运用成本也更低的项目:腾云工程。即俗称“空天飞机”的组合式发射系统。

一直以来,空天飞机是诸多科幻类影视、绘画以及文学作品里的“常客”,无论是技术难度还是科技感,均远非可回收式火箭能够比拟。但可能是源于我们的厚积薄发,工程自公布起至今,进展却非常地顺利。而根据外媒爆料,其甚至在去年7月,就已完成了一次长距离的高超声速亚轨道试射,并在飞行过程中成功实现了高超音速下母机与载荷的分离。

机场水平方式起降、起飞重量180吨、近地轨道2吨有效载荷,2030年完成首次发射任务。这是腾云工程的中国航天科工集团,给出的第一阶段时间节点与基本数据。

届时,使用这类组合飞行器执行的航天发射任务,将会大幅度向着民航飞行靠拢——就如同民航班机那样,在完成当前任务之后,只需要降落补充燃料并进行简单检测和维护,便可挂上新的载荷执行下一次任务。

总而言之,在更低成本的发射手段出现并大规模运用之前,现阶段类似GW这类的空天互联网部署,更像是我国展开的基建项目,也是中国航天成熟产业链形成的重要一步,更是直接与星链计划抢占卫星轨道资源的必要措施。

“SpaceX具有可以改变世界太空防卫体系格局的能力。”

早在2019年中旬,有美国空军将领,在召开的年度太空与导弹研讨会议上,公开表示出了对这家企业的器重。

在那次会议之后不久,美国空军专门掏出了2980万美元对星链系统进行“赞助”。

美国空军想要赞助具体什么项目,以及这笔钱具体是怎么花的,目前并没有任何公开消息可供查询。跟何况,SpaceX甚至都不是一家上市公司,有权隐匿任何其不愿意公之于众的信息。

星链系统本身,也是非常可疑的。事实上,想要查实目前数以千计的星链卫星上除了公开的数据转发器外,到底还搭载点什么载荷,也是一件几乎不可能完成的任务。

这不能不令人想到伊隆·马斯克旗下的另一家专司生产电动汽车的企业,同样也笼罩在科技之星光环下,在互联网上拥有数不清的拥趸。

目前,这家企业生产的智能汽车,正带着一身的传感器,遍布世界各地。

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