【空天军工】“星链计划”背后的军事企图

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资料来源:光明军事

2015年1月,美国SpaceX公司首席执行官马斯克提出“星链”计划(StarLink)项目。该项目拟于2019年至2024年间发射12000颗卫星到近地轨道,构建一个巨型三层卫星网络。

这三层分别位于距离地面340千米、550千米和1150千米的轨道上,最终使所有卫星联成一个巨大“星座”,为整个地球(包括南北极)全天候提供高速低成本卫星互联网。

SpaceX目前已经发射到第7批“星链”,并透露准备再增加3万颗,使互联网卫星总量达到约4.2万颗。尽管SpaceX表示这些卫星将用于组建全球互联信息网络,但毫无疑问,“星链计划”在军事领域有着巨大的应用潜力。据报道,SpaceX的部分发射场,租用的是美国空军范登堡空军基地,可以让部分绝密计划免于审查。而早期的星链低轨技术验证试验,就包括了卫星和美国空军战斗机的天线阵列进行直接互联的内容。由此可见,“星链计划” 有着深厚的美国军方背景,那么,其背后究竟隐藏着怎样的军事企图?

“星链计划”有助于美国抢占有限的低轨卫星空间频谱资源。一方面,相对于中、高轨卫星,低轨卫星具有更重要的军事价值。低轨道卫星一般距地面约1,000km以内,空间传输损耗较小。卫星形成的覆盖区域在地球表面移动更快,绕地球一周仅需2小时。这就意味着采用低轨道卫星,可以保证更大的通信带宽、更快的传输速度和更高的侦察效能。

另一方面,在航天领域,频段轨道资源是一种有限的自然资源,卫星公司需要采取申报的方式向相关机构申请使用资格。国际电联(ITU)规则规定,轨道资源主要以“先到先得”的方式分配,后申报方不能对先申报国家的卫星产生不利干扰。而低轨星座系统不仅要按照ITU的规定将卫星发射升空,还要按照规定的时间和比例,向公众提供相关服务,从而使频率地位合法化、固定化。

也就是说,开发和利用低轨星座系统,不仅能够抢占有限的低轨卫星空间资源,而且有利于抢占频谱主动权,这对于战场通信的信道使用范围有着重要影响。此外,低轨卫星和地球静止轨道卫星还有一个不同点,后者以单颗存在,而前者提供通信服务需要组网。当一颗静止轨道卫星的寿命结束,会用最后能量升高200多公里,进入“坟墓轨道”完成“自我毁灭”,从而让出原来所占的轨道。而低轨卫星星座由众多小卫星组成,当一部分卫星无法工作时,原发射方可以发射新的卫星进行补网,不会将整个资源让给别家。

所以在低轨星座领域,资源的竞争更加激烈。目前,相对于高、中轨道的卫星网络业务发展,新兴的低轨通信卫星已经成为各个国家、不同阵营进行太空竞争的主要赛道。“星链计划”的实施,将进一步帮助美国抢占有限的低轨卫星空间频谱资源。

“星链计划”将逆转美国在反卫星领域的不利态势。卫星作为太空资产的主要组成部分,科技含量高、造价昂贵,每颗卫星成本都动辄数千万乃至数亿。由于传统卫星的高价值和低发射率,使得动能反卫星武器获得了极大发挥空间。例如,美国GPS系统只有24颗卫星,一旦以大量动能卫星拦截弹实施饱和攻击,那么将瘫痪美国的全球导航定位和授时通信系统,对美军的全球兵力部署和多域联合作战造成致命打击。而SpaceX公司”星链计划”的12000颗卫星,能让动能拦截武器的优势转化成劣势。

第一,为了应对”星链计划”,传统动能反卫星武器的制造和维护成本将是一个天文数字,且这种硬杀伤方式主要针对低轨卫星,很难击落高轨道卫星。如果放弃硬杀伤方式,转而研发新型“软杀伤”反卫星武器,则需要投入巨大财力和漫长周期。

第二,在低轨星座大量建设之后,一旦硬杀伤击毁若干卫星,就会产生大量碎片。这些碎片一定会击中更多卫星,从而引发不可逆的连锁反应,形成覆盖整个地球的碎片云,让子孙后代失去进入太空的机会。这种局面是任何国家都不愿看到的。

第三,美国军方近期宣布将部署至少几十套反卫星武器,如“通信对抗系统”block10.2、“草场”干扰系统等。这些武器主要采取软杀伤方式,以电磁波为武器,以“星链”为平台,相对于导弹,具有反应快、速度高、破坏大、附带损伤小等优势。

“星链计划”将进一步强化美军“三非”作战优势。随着信息技术的发展及在军事领域的广泛应用,战争特点更加呈现“非对称性”“非接触性”“非线性”特点。为充分发挥技术方面的优势,美军将更加追求“三非”作战,而“星链”将成为未来美军实施“三非”作战的强大支撑。

一是强化“非对称”侦察监视技术优势。美军依托其侦察监视技术上的绝对优势,已构建了全维全天候全时的立体侦察监视体系,战场对其具有单向透明性。海湾战争中,在太空,美军有40多颗卫星不间断对伊侦察监视。科索沃战争与伊拉克战争也同样如此。因此,战场任何动向都难逃美军的“侦察眼”。2019年11月,美国国防部先进技术研究局宣布将打造“庄家”系统,利用低轨道卫星对全球范围进行监控,收集地面数据。“星链”的1万多颗低轨卫星,将成为“庄家”系统的重要搭载平台,进一步强化美军的侦察监视优势。

二是强化“非接触”远程精确打击优势。美军火力平台的机动性能与射程可覆盖几十公里到上万公里,能够对作战对手全境实施精确打击。而实施精确打击的关键是精确制导。譬如美“战斧”巡航导弹射程可超过1300公里,可从海上与空中对敌实施点穴式打击,这一打击方式主要依靠GPS实施。星链的组网,将进一步提升美军全球导航定位系统的打击精度和抗敌干扰能力。

三是强化“非线性”多域作战优势。美军近年来大力推行的“多域战”,就是通过诸军种深度联合作战,将陆军传统战场扩展到全球。其前提是通过强大的导航定位与信息通联,将坦克、步战车、自行火炮、直升机等装备联成一体,实现互联互通。在导航定位和通信系统的支撑下,美军采用蛙跳战术,可一次性地面机动数百公里,及时准确到达目的地。其B-52轰炸机从本土起飞,可跨越3万多公里对境外目标实施纵深快速打击。“星链计划”实施后,美军将进一步提升“全域机动”与“跨域协同”能力,其多域作战优势必将得到进一步强化。

星链可成为美军无人机集群作战的“天基大脑”。随着战争形态加速向智能化演进,无人机作战已成为现代战争的重要组成样式。2020年1月3日凌晨,美军MQ-9“死神”无人机精确猎杀了伊朗精锐特种部队“圣城旅”指挥官卡西姆·苏莱曼尼,显露出无人机在强大作战体系支撑下的杀伤威力。为了应对体系化、信息化、强对抗的未来战场环境,无人机作战样式开始从“单机”向集群(Swarm,也称为“蜂群”)方向发展。大中型空中平台运载并投放大量无人机,组成无人机集群,通过自组织协同算法,实施广域分布式多点多向突击,对传统防御系统提出了极大的挑战。2012年,美国海军经过上百次无人机蜂群攻击模拟实验后发现,即便是装备有“宙斯盾”系统的驱逐舰,在应对无人机集群攻击时也显得力不从心。当由8架无人机组成的集群进行攻击时,平均有2.8架无人机能够避开拦截。即使对舰载防空系统进行升级,仍有至少1架无人机能够避开拦截。试想如果无人机数量增加到数十架甚至上百架,结果不言而喻。

虽然无人机集群作战具有诸多优势,但需要依赖集群间实时信息交互实现协同指挥控制,其“阿喀琉斯之踵”是通信链路和控制系统。如美军曾用3架F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机投放103架“灰山鹑”微型无人机,展示了集体决策、自适应编队飞行等无人机集群协同作战能力,其核心支撑就是共享一个“战斗云”(一种分布式数据交互服务器),同时与多个地面站通信。一旦其通信链路被干扰或控制系统被入侵,无人机集群极有可能全军覆没。

也就是说,无人机集群的整体生存能力很大程度上取决于其通信控制能力。“星链计划”可有效弥补这一短板。组成“星链”的大量低轨道卫星通信带宽大、时延低、覆盖全球,不受山地、海洋、极地等任何地形及天候的影响,可帮助地面各类飞行器摆脱对陆基通信系统的依赖,成为无人机集群作战的“天基大脑”,并通过飞行控制、态势感知、信息共享、目标分配和智能决策,实现单架无人机能力扩展以及集群整体作战效能的显著提升。

$中国卫星(SH600118)$ $中国卫通(SH601698)$ $鹏华空天军工指数(LOF)(F160643)$

全部讨论

2020-05-13 12:07

卫星控制系统+无人机群,这是未来的战争模式,什么坦克、战斗机,与之相比都属于冷兵器了。

2020-05-12 20:32

航天彩虹暴涨的原因找到了?