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原標(biāo)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(wèi)星成功送入軌道,隨后在海上成功著陸。隨著本次發(fā)射成功,星鏈衛(wèi)星入軌總數(shù)已達1737顆。其中99顆已經(jīng)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(guān)注。有軍事專家認(rèn)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(zhàn)計劃。
“星鏈”(Starlink)計劃介紹
2015年1月,SpaceX公司首席執(zhí)行官馬斯克提出“星鏈”計劃,擬于2019年至2024年間發(fā)射約12000顆衛(wèi)星到近地軌道,構(gòu)建一個巨型3層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
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(wèi)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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
而在更長遠的計劃中,這個數(shù)量會增加到4.2萬顆。這些衛(wèi)星將在近地空間連點成線、織線成網(wǎng)?!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(fā)射衛(wèi)星運行于低軌,重訪周期縮短至2小時內(nèi),覆蓋區(qū)域350萬平方公里。采用Q/V波段通信,“星鏈”網(wǎng)絡(luò)大約有25毫秒的網(wǎng)絡(luò)延遲。每顆衛(wèi)星500磅,功能性帶寬1Tbps。
02、軍事應(yīng)用分析
根據(jù)“星鏈”計劃,美國的Space X公司最終將發(fā)射的4.2萬顆衛(wèi)星形成全球互聯(lián)網(wǎng),這僅是其中一項功能。相對于中、高軌衛(wèi)星,低軌衛(wèi)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(yè)衛(wèi)星星座應(yīng)用于軍事通信方面有豐富的經(jīng)驗?!靶擎湣庇媱潓l(fā)射覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星,可使美國構(gòu)建全球無盲區(qū)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(dāng)前世界最先進衛(wèi)星通信250毫秒延遲傳輸標(biāo)準(zhǔn)提高了一個數(shù)量級。美軍近年來大力推行多域戰(zhàn),其前提是通過強大的通信能力,將陸、海、空、天等作戰(zhàn)裝備聯(lián)成一體,實現(xiàn)互聯(lián)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(xié)同”能力,其全域作戰(zhàn)優(yōu)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(shù)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(nèi)容少,使用繁瑣且易出錯。
“星鏈”衛(wèi)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(biāo)完成通信。
二、全球偵察、監(jiān)視
“星鏈”衛(wèi)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(wèi)星過境,有助于美軍實現(xiàn)近乎全天候不間斷的偵察和監(jiān)視,利用計算體系的大數(shù)據(jù)分析,來辨別目標(biāo),識別大中型武器系統(tǒng),如戰(zhàn)略對手洲際導(dǎo)彈的動向等。有助于強化美軍“非對稱”偵察監(jiān)視技術(shù)優(yōu)勢。
三、用于導(dǎo)彈防御
將“星鏈”中一部分衛(wèi)星構(gòu)建成導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星星座,可實現(xiàn)對地面導(dǎo)彈基地實時監(jiān)控。在導(dǎo)彈發(fā)射升空的階段進行預(yù)警和攔截,將大幅度提高反導(dǎo)效率。
導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星星座與美國部署在東亞的“薩德”攔截系統(tǒng)、“陸基宙斯盾”系統(tǒng)、海上巡航的阿利?伯克-3型驅(qū)逐艦等連接起來,將獲取的導(dǎo)彈發(fā)射信息及時傳輸至美軍及盟友的攔截系統(tǒng),可有效提高成功攔截導(dǎo)彈的概率。
同時,“星鏈”衛(wèi)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(dǎo)彈實施直接碰撞式攔截。這將極大抵消敵方導(dǎo)彈及核力量的突防能力。
四、對無人裝備指揮和控制
“星鏈”衛(wèi)星可以610Mbps的通信速率向無人戰(zhàn)車、機器人、無人機提供超視距通信服務(wù),無人機的指控系統(tǒng)可布置在全球的任意地點,使無人機作戰(zhàn)的突發(fā)性和操控人員的安全性大幅度提升。作戰(zhàn)人員可操控遠在數(shù)千公里外的地面無人戰(zhàn)車和無人機作戰(zhàn),真正實現(xiàn)“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(yōu)勢。這對于未來戰(zhàn)爭將產(chǎn)生根本性的變革。
五、可作為太空武器
數(shù)量龐大的“星鏈”衛(wèi)星充斥太空,能對天基目標(biāo)進行探測和打擊。根據(jù)有關(guān)研究人員稱,這一衛(wèi)星體系具備發(fā)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(yù)定航線就可能會發(fā)生撞毀失效事故。如果“星鏈”衛(wèi)星配備上彈頭,就可成為巡航太空的艦隊。
六、提升美軍導(dǎo)航定位系統(tǒng)的精度和抗干擾能力
早在上世紀(jì)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(jīng)驗。美軍GPS衛(wèi)星的通信速度只有百比特/秒(bps)量級,無法傳輸關(guān)于其實際位置的更新更精確的數(shù)據(jù)信息,而“星鏈”衛(wèi)星通信速度可達數(shù)百Mbps,可以傳輸大量數(shù)據(jù)?!靶擎湣毙l(wèi)星上的GPS接收器精度高,通過軟件升級,同現(xiàn)有GPS信號相結(jié)合,“星鏈”衛(wèi)星替用戶完成繁重的位置計算工作就可以將“星鏈”網(wǎng)打造成衛(wèi)星定位和導(dǎo)航系統(tǒng)。使用即時軌道和時鐘數(shù)據(jù)的“星鏈”低軌道定位系統(tǒng),將可以讓用戶的位置精度達到30厘米以內(nèi),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(wèi)星信號很強,很難被地面的干擾機干擾或欺騙。由“星鏈”衛(wèi)星組成的導(dǎo)航定位系統(tǒng)低成本(相對建一個備份的GPS系統(tǒng))、抗干擾、信號強、精度高,可彌補GPS的不足?!靶擎湣毙l(wèi)星組網(wǎng)成功后,將進一步提升美軍導(dǎo)航定位系統(tǒng)的精度和抗干擾能力。美軍利用“星鏈”衛(wèi)星低軌道、高密度的特點,可打造出更為完美的定位系統(tǒng)。
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(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了濃厚的興趣。美國陸軍委托德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校無線電導(dǎo)航實驗室進行研究,希望利用這些低軌道衛(wèi)星提供更精確的定位服務(wù)。
2020年10月,美國陸軍根據(jù)研究得出結(jié)論認(rèn)為,“星鏈”作為一種低成本、不易被干擾、可替代全球定位系統(tǒng)(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(wù)演示驗證。在11月的低軌技術(shù)驗證試驗中,“星鏈”為美軍C-12飛機提供了高達610Mbps帶寬的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
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(tǒng),利用低軌道衛(wèi)星對全球范圍進行監(jiān)控。“星鏈”低軌衛(wèi)星極有可能成為“莊家”系統(tǒng)的搭載平臺,強化美軍偵察監(jiān)視技術(shù)優(yōu)勢,強化跨域遠程精確打擊優(yōu)勢。
2020年5月,美國陸軍與SpaceX公司簽署了一項合作研發(fā)協(xié)議,該協(xié)議是美國軍方任何實際商業(yè)采購協(xié)議之前的一個標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。該項目將由位于馬里蘭州阿伯丁試驗場的作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部下屬的C5ISR中心監(jiān)督。美國陸軍希望能夠在“星鏈”寬帶衛(wèi)星連接到軍事通信網(wǎng)絡(luò)時評估其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的性能,了解“星鏈”網(wǎng)絡(luò)的真實有效性,根據(jù)評估結(jié)果整合軍方的收購策略。這份為期三年的協(xié)議將使陸軍了解商業(yè)射頻衛(wèi)星通信的最新應(yīng)用,如新的“星鏈”星座和能夠跟蹤LEO衛(wèi)星的現(xiàn)代衛(wèi)星通信終端的發(fā)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(lián)網(wǎng)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(fā)射場建在美國范登堡空軍基地內(nèi)、技術(shù)驗證試驗列入衛(wèi)星和空軍戰(zhàn)斗機進行保密互聯(lián)的內(nèi)容、美國軍方提供大量資金支持將應(yīng)用場景拓展到軍用領(lǐng)域等。
目前,SpaceX公司也正在積極為向軍方出售“星鏈”業(yè)務(wù)做準(zhǔn)備。
04、結(jié)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(fā)及探索。近期俄羅斯、英國等國也頻頻發(fā)射衛(wèi)星,組建各自的近地軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
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(wèi)星組成的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。
英國一網(wǎng)公司計劃到2022年底前部署648顆衛(wèi)星,將使世界各地的用戶獲得互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入。
目前,相對于高、中軌道的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展,新興的低軌通信衛(wèi)星已經(jīng)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(fā)和利用低軌星座系統(tǒng),搶占有限的低軌衛(wèi)星空間資源,搶占頻譜主動權(quán),這對于構(gòu)建“透明”戰(zhàn)場,打贏未來戰(zhàn)爭具有十分重要的意義。
來源:電科防務(wù)
作者:禹化龍
編輯:IPRdaily王穎 校對:IPRdaily縱橫君
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