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原標題:美國馬斯克的“星鏈”計劃,能否用于軍事?
5月27日消息,美國東部時間周三,SpaceX獵鷹9號火箭將第29批60顆星鏈衛星成功送入軌道,隨后在海上成功著陸。隨著本次發射成功,星鏈衛星入軌總數已達1737顆。其中99顆已經脫離軌道,剩下1638顆在軌道上。
自“星鏈”計劃推出以來,便受到了全球的廣泛關注。有軍事專家認為“星鏈”計劃將是美國在太空中軍事功能最強、最完善的一套體系,堪稱新的美國太空大戰計劃。
“星鏈”(Starlink)計劃介紹
2015年1月,SpaceX公司首席執行官馬斯克提出“星鏈”計劃,擬于2019年至2024年間發射約12000顆衛星到近地軌道,構建一個巨型3層衛星網絡。
這3層分別位于距離地面340千米、550千米和1150千米的軌道上,最終使所有衛星形成一個巨大的“星座”,提供覆蓋全球的全天候、高速率、低成本衛星互聯網服務。
而在更長遠的計劃中,這個數量會增加到4.2萬顆。這些衛星將在近地空間連點成線、織線成網?!靶擎湣庇媱澬Ч缦聢D所示。
美國“星鏈”計劃效果圖
目前已發射衛星運行于低軌,重訪周期縮短至2小時內,覆蓋區域350萬平方公里。采用Q/V波段通信,“星鏈”網絡大約有25毫秒的網絡延遲。每顆衛星500磅,功能性帶寬1Tbps。
02、軍事應用分析
根據“星鏈”計劃,美國的Space X公司最終將發射的4.2萬顆衛星形成全球互聯網,這僅是其中一項功能。相對于中、高軌衛星,低軌衛星具有更重要的軍事價值。低軌道運行,重訪周期短,空間傳輸損耗小可確保更寬的通信帶寬、更快的傳輸速度和更高的偵察效能。
一、軍事通信
美國在將商業衛星星座應用于軍事通信方面有豐富的經驗?!靶擎湣庇媱潓l射覆蓋全球的互聯網衛星,可使美國構建全球無盲區波束覆蓋,將進一步增強美軍通信能力。
“星鏈”寬帶可以為全球用戶提供25毫秒的低延遲傳輸,這比當前世界最先進衛星通信250毫秒延遲傳輸標準提高了一個數量級。美軍近年來大力推行多域戰,其前提是通過強大的通信能力,將陸、海、空、天等作戰裝備聯成一體,實現互聯互通。
“星鏈”計劃實施后,美軍將進一步提升“全域機動”與“跨域協同”能力,其全域作戰優勢必將得到進一步強化。
此外,還能有效解決對潛通信問題。核潛艇深潛海底數百米,行蹤保密、機動性強,對其進行及時、高效通信難度極大。目前使用的長波通信雖然覆蓋范圍大,但是傳遞內容少,使用繁瑣且易出錯。
“星鏈”衛星覆蓋全球的通信范圍,無論核潛艇在何處都可通過釋放專用通信浮標完成通信。
二、全球偵察、監視
“星鏈”衛星可搭載先進的傳感器,重訪周期短,且星間互連互通,每個國家的上空每隔很短一段時間就會有幾顆衛星過境,有助于美軍實現近乎全天候不間斷的偵察和監視,利用計算體系的大數據分析,來辨別目標,識別大中型武器系統,如戰略對手洲際導彈的動向等。有助于強化美軍“非對稱”偵察監視技術優勢。
三、用于導彈防御
將“星鏈”中一部分衛星構建成導彈預警衛星星座,可實現對地面導彈基地實時監控。在導彈發射升空的階段進行預警和攔截,將大幅度提高反導效率。
導彈預警衛星星座與美國部署在東亞的“薩德”攔截系統、“陸基宙斯盾”系統、海上巡航的阿利?伯克-3型驅逐艦等連接起來,將獲取的導彈發射信息及時傳輸至美軍及盟友的攔截系統,可有效提高成功攔截導彈的概率。
同時,“星鏈”衛星還將具有對飛行器的遙測、跟蹤功能以及自身自主變軌能力,可用于對洲際彈道導彈實施直接碰撞式攔截。這將極大抵消敵方導彈及核力量的突防能力。
四、對無人裝備指揮和控制
“星鏈”衛星可以610Mbps的通信速率向無人戰車、機器人、無人機提供超視距通信服務,無人機的指控系統可布置在全球的任意地點,使無人機作戰的突發性和操控人員的安全性大幅度提升。作戰人員可操控遠在數千公里外的地面無人戰車和無人機作戰,真正實現“決勝千里之外”,這將有助于強化美軍“非接觸”遠程精確打擊優勢。這對于未來戰爭將產生根本性的變革。
五、可作為太空武器
數量龐大的“星鏈”衛星充斥太空,能對天基目標進行探測和打擊。根據有關研究人員稱,這一衛星體系具備發射全向波束的能力,可對航天器進行遙測、跟蹤甚至控制,被控制的航天器偏離預定航線就可能會發生撞毀失效事故。如果“星鏈”衛星配備上彈頭,就可成為巡航太空的艦隊。
六、提升美軍導航定位系統的精度和抗干擾能力
早在上世紀60年代美軍就有過利用地球上空1100公里軌道上的航天器為海軍艦艇和潛艇提供位置信息的經驗。美軍GPS衛星的通信速度只有百比特/秒(bps)量級,無法傳輸關于其實際位置的更新更精確的數據信息,而“星鏈”衛星通信速度可達數百Mbps,可以傳輸大量數據?!靶擎湣毙l星上的GPS接收器精度高,通過軟件升級,同現有GPS信號相結合,“星鏈”衛星替用戶完成繁重的位置計算工作就可以將“星鏈”網打造成衛星定位和導航系統。使用即時軌道和時鐘數據的“星鏈”低軌道定位系統,將可以讓用戶的位置精度達到30厘米以內,而占用“星鏈”的下行帶寬不會超過1%,耗電不超過0.5%。另外,“星鏈”衛星信號很強,很難被地面的干擾機干擾或欺騙。由“星鏈”衛星組成的導航定位系統低成本(相對建一個備份的GPS系統)、抗干擾、信號強、精度高,可彌補GPS的不足?!靶擎湣毙l星組網成功后,將進一步提升美軍導航定位系統的精度和抗干擾能力。美軍利用“星鏈”衛星低軌道、高密度的特點,可打造出更為完美的定位系統。
03、美國軍方介入的研究項目及計劃
SpaceX公司推出“星鏈”計劃出來后,美軍對太空互聯網產生了濃厚的興趣。美國陸軍委托德克薩斯大學奧斯汀分校無線電導航實驗室進行研究,希望利用這些低軌道衛星提供更精確的定位服務。
2020年10月,美國陸軍根據研究得出結論認為,“星鏈”作為一種低成本、不易被干擾、可替代全球定位系統(GPS),且精度更高。2019年3月,美軍向SpaceX授出價值2800萬美元合同,對“星鏈”開展了軍事服務演示驗證。在11月的低軌技術驗證試驗中,“星鏈”為美軍C-12飛機提供了高達610Mbps帶寬的網絡服務。
2019年11月,美國國防高級研究計劃局(DARPA)宣布將打造“莊家”系統,利用低軌道衛星對全球范圍進行監控?!靶擎湣钡蛙壭l星極有可能成為“莊家”系統的搭載平臺,強化美軍偵察監視技術優勢,強化跨域遠程精確打擊優勢。
2020年5月,美國陸軍與SpaceX公司簽署了一項合作研發協議,該協議是美國軍方任何實際商業采購協議之前的一個標準協議。該項目將由位于馬里蘭州阿伯丁試驗場的作戰能力發展司令部下屬的C5ISR中心監督。美國陸軍希望能夠在“星鏈”寬帶衛星連接到軍事通信網絡時評估其網絡服務的性能,了解“星鏈”網絡的真實有效性,根據評估結果整合軍方的收購策略。這份為期三年的協議將使陸軍了解商業射頻衛星通信的最新應用,如新的“星鏈”星座和能夠跟蹤LEO衛星的現代衛星通信終端的發展。
2021年3月,美國空軍即將在AC-130空中炮艇和KC-135空中加油機上測試SpaceX的“星鏈”太空互聯網能力,參與測試的公司除了SpaceX公司外,還有銥星公司、雷神公司、L3Harris和諾斯羅普·格魯曼等公司參與。
“星鏈”背后的美國軍方背景——部分發射場建在美國范登堡空軍基地內、技術驗證試驗列入衛星和空軍戰斗機進行保密互聯的內容、美國軍方提供大量資金支持將應用場景拓展到軍用領域等。
目前,SpaceX公司也正在積極為向軍方出售“星鏈”業務做準備。
04、結語
“星鏈”計劃的開展,客觀上刺激了世界各國共同加速對近地資源、太空資源的開發及探索。近期俄羅斯、英國等國也頻頻發射衛星,組建各自的近地軌道衛星網絡。
俄羅斯將投資約50億美元,計劃于2025年前建成一個軌道高度為870公里,由288個衛星組成的衛星互聯網。
英國一網公司計劃到2022年底前部署648顆衛星,將使世界各地的用戶獲得互聯網寬帶接入。
目前,相對于高、中軌道的衛星網絡業務發展,新興的低軌通信衛星已經成為各個國家、不同陣營進行太空競爭的主要賽道。未來在近地軌道的資源競爭將更加激烈。
盡快開發和利用低軌星座系統,搶占有限的低軌衛星空間資源,搶占頻譜主動權,這對于構建“透明”戰場,打贏未來戰爭具有十分重要的意義。
來源:電科防務
作者:禹化龍
編輯:IPRdaily王穎 校對:IPRdaily縱橫君
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