威脅中國太空站的美國星鏈衛星 驚人的太空圈地計劃 可監控中國的高超音速武器

深喉

中國的太空站

中國常駐聯合國(維也納)代表團12月初向聯合國秘書長提交普通照會表示,美國太空探索技術公司(Spacex)發射的星鏈衛星,在今年先後兩次接近中國太空站,對中國太空站搭載的太空人生命健康構成危險。出於安全考慮,中國太空站組合體針對有關美國衛星,兩次實施「緊急避碰」。

該照會表示, 2021 年,中國載人航天工程實施了5次發射任務,建立的中國太空站組合體穩定運行在高度390千米附近的近圓地球軌道,軌道傾角約41.5°。

在此期間,美國太空探索技術公司(SpaceX)發射的星鏈(star1ink)衛星先後兩次接近中國空間站。出於安全考慮,空間站組合體分別於7月1日和10月21日實施對美國星鏈衛星的預防性碰撞規避控制(「緊急避碰」)。具體情況如下:

第一次緊急避碰

美國星鏈-1095衛星自2020年4月19日起穩定運行在平均高度約555千米的軌道上。2021年5月16日至6月24日,該衛星持續降軌移動至平均軌道高度382千米後,保持在該軌道高度運行。7月1日,該衛星與中國太空站間出現近距離接近事件。出於安全考慮,中國太空站於7月1日晚主動採取緊急避碰,規避了兩目標碰撞風險。

美國星鏈衛星

第二次緊急避碰

2021年10月21日,美國星鏈-2305衛星與中國太空站發生近距離接近事件。鑒於該衛星處於連續軌道機動狀態,機動策略未知且無法評估軌道誤差,存在與太空站碰撞風險。為確保在軌太空人安全,中國太空站於當日再次實施緊急避碰,規避了兩目標碰撞風險。

中國通報這兩次危險事故,惹起人們注意美國衛星的行動。越來越多的國家發現,美國的星鏈計劃實質上是一場「太空圈地」運動。根據SpaceX CEO馬斯克的規劃,他後續還將發射3萬顆衛星,分布在340公里、550公里、1150公里3種不同高度的軌道上,幾乎「包圍了整個地球」。

美國星鏈衛星將包圍了整個地球

搞明白美國星鏈衛星的背景,才能更好地理解為什麼這次中國要如此嚴肅地對待。

這個龐大的超級衛星計劃,來自美國SpaceX公司CEO馬斯克的狂想。他設想用超過1.2萬顆運行在近地軌道的小型衛星,為全球提供高速的網絡服務,從而擺脫地面基站的約束。

在星鏈計劃剛提出時,馬斯克的大群擁躉歡呼「自由上網的時代開始了」。但等到2019年首顆星鏈衛星升空後,越來越多的不妙跡象開始湧現。

星鏈衛星在天文觀察照片上留下的軌跡讓天文學家狂怒

首先是天文學家的「狂怒」。因為成群的星鏈衛星穿過夜空,導致需要長時間曝光的天文觀測受到極大影響。它們的軌跡在照片上出現的亮點或橫槓,可能會使多年的學術研究功虧一簣。

其次,越來越多的國家發現,星鏈計劃實質上是一場「太空圈地」運動。根據馬斯克的規劃,他後續還將發射3萬顆衛星,分布在340公里、550公里、1150公里三種不同高度的軌道上,幾乎「包圍了整個地球」。根據國際電信聯盟規定,雖然衛星頻率和軌道資源是全人類共有的資源,但獲取衛星頻率和軌道資源主要通過「先登先佔」和「先協調,後使用」等原則。星鏈計劃包括的衛星總數多達4.2萬顆,而人類歷史上總共才向太空發射了9000個各種衛星和航天器,馬斯克搶佔軌道資源的野心不言而喻。

但問題來了。在近地軌道部署這麼密集的衛星,如何解決它們的運行安全問題?此前美俄衛星就已經發生過太空相撞事故,當在軌衛星數量以數十倍增加之後,各種危險靠近事故概率極大增加了。

更可怕的是,為了節省成本,星鏈衛星的服役時間有限,通常只有3-5年壽命,這意味著未來每年都將有數以百計的衛星退役。儘管SpaceX公司承諾這些衛星具有自動降軌墜入大氣層焚毀的功能,但誰能保障不會出現意外呢?

情況有多嚴重呢?美國「太空」網站今年8月引用英國南安普頓大學宇航研究小組負責人休•劉易斯的研究成果說,SpaceX 公司的星鏈衛星每個星期涉及大約1600起航天器接近事件;除去星鏈衛星彼此間的接近,這1600次中有500次都是星鏈和其他航天器的接近,甚至包括二者在小於1公里這麼近的距離之間飛過。

「我回顧了2019年5月星鏈衛星首次發射以來的數據。」劉易斯說,「從那時起,衛星報告收集到的航天器接近次數增加了一倍多。現在,星鏈衛星已佔到所有航天器接近事件的一半了。」

報導稱,「情況肯定會變得更糟。劉易斯的計算表明,一旦SpaceX發射完1.2萬顆衛星,90%的空間接近事件都將與星鏈有關。」

因此越來越多的科學家們擔心,以星鏈衛星如此龐大的規模,無論是在軌衛星發生危險靠近,還是退役衛星失控,一旦它們造成太空碰撞事故,由此很可能引起連鎖反應,產生的太空碎片將橫掃近地軌道。

值得注意的是,近地軌道上運行著絕大部分的人類航天器,包括國際太空站和中國太空站(軌道高度通常在300-400公里附近)以及其他各種衛星。星鏈衛星失控的潛在威脅之大,可見一斑。

另一方面,星鏈計劃還存在著強大的軍用潛力。

星鏈計劃早已與五角大樓的緊密合作,還有專家提醒說,星鏈計劃的潛在軍事用途更為廣大。

首先,一旦全部4.2萬顆衛星發射到位後,它就在近地軌道築起一道屏障,其他國家的火箭要確定發射窗口,就要和SpaceX 公司商量和協調,否則就可能與星鏈衛星相撞。如果在戰時,掌握這項話語權的SpaceX 公司就相當於對敵方實行「太空封鎖」。

其次,以往每顆高軌衛星的成本動輒十億美元,由於其高價值和低發射率,使得反衛星武器獲得了反對稱優勢。例如,美國GPS系統只有24顆衛星,一旦以大量衛星攔截彈對它們實施攻擊,將癱瘓美國的全球導航定位和即時通信系統,對美軍的全球兵力部署和多域聯合作戰造成致命打擊。而星鏈計劃的衛星多達4.2萬顆,能讓動能攔截武器的優勢不復存在。一旦硬殺傷擊毀若干衛星,就會產生大量碎片,其影響讓任何國家都難於接受。

此外,當前星鏈計劃衛星上搭載的是通信設備,未來也可以搭載光學觀測載荷,結合其重訪率高的優勢,對於全球主要地區,讓每個時間段天頂方向都有幾顆衛星飛過,可實現24小時不間斷光學監控分析,通過大數據系統自動識別、分類跟蹤和圖像識別系統,使其對真假目標識別率高,抗干擾能力強,這必將大大提升美國對地面移動物體和太空目標的監控能力。

美軍希望利用衛星群監視高超音速武器

再想遠一點,星鏈衛星未來還可能對導彈和航天器進行遙測、跟蹤和控制,進而提高對敵方運載火箭/導彈軌道的高精度預測和預警能力,為後續的攔截提供信息支撐,並提供了防禦彈道導彈的一種最佳方法,即在它們發射之前將其擊毀。

美國導彈防禦局正在執行一項「高超音速和彈道跟蹤天基傳感器計劃,主要目標是要設計一套用於監測和跟蹤高超聲速導彈系統的衛星群。若導彈防禦局和SpaceX公司合作,將監測系統和「星鏈」衛星星座直接結合,則無疑將大大加快美國跟蹤攔截高超音速武器計劃的進度。

所以不要小看「星鏈」衛星計劃的野心,它若不是對美國有重大軍事貢獻,美國會任由SpaceX大量發射衛星嗎?■

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