深喉|威胁中国太空站的美国星链卫星 惊人的太空圈地计划

2021-12-28 14:46

中国常驻联合国(维也纳)代表团12月初向联合国秘书长提交普通照会表示,美国太空探索技术公司(Spacex)发射的星链卫星,在今年先后两次接近中国太空站,对中国太空站搭载的太空人生命健康构成危险。出于安全考虑,中国太空站组合体针对有关美国卫星,两次实施「紧急避碰」。

该照会表示, 2021 年,中国载人航天工程实施了5次发射任务,建立的中国太空站组合体稳定运行在高度390千米附近的近圆地球轨道,轨道倾角约41.5°。

在此期间,美国太空探索技术公司(SpaceX)发射的星链(star1ink)卫星先后两次接近中国空间站。出于安全考虑,空间站组合体分别于7月1日和10月21日实施对美国星链卫星的预防性碰撞规避控制(「紧急避碰」)。具体情况如下:

第一次紧急避碰

美国星链-1095卫星自2020年4月19日起稳定运行在平均高度约555千米的轨道上。2021年5月16日至6月24日,该卫星持续降轨移动至平均轨道高度382千米后,保持在该轨道高度运行。7月1日,该卫星与中国太空站间出现近距离接近事件。出于安全考虑,中国太空站于7月1日晚主动采取紧急避碰,规避了两目标碰撞风险。

第二次紧急避碰

2021年10月21日,美国星链-2305卫星与中国太空站发生近距离接近事件。鉴于该卫星处于连续轨道机动状态,机动策略未知且无法评估轨道误差,存在与太空站碰撞风险。为确保在轨太空人安全,中国太空站于当日再次实施紧急避碰,规避了两目标碰撞风险。

中国通报这两次危险事故,惹起人们注意美国卫星的行动。越来越多的国家发现,美国的星链计划实质上是一场「太空圈地」运动。根据SpaceX CEO马斯克的规划,他后续还将发射3万颗卫星,分布在340公里、550公里、1150公里3种不同高度的轨道上,几乎「包围了整个地球」。

搞明白美国星链卫星的背景,才能更好地理解为什么这次中国要如此严肃地对待。

这个庞大的超级卫星计划,来自美国SpaceX公司CEO马斯克的狂想。他设想用超过1.2万颗运行在近地轨道的小型卫星,为全球提供高速的网络服务,从而摆脱地面基站的约束。

在星链计划刚提出时,马斯克的大群拥趸欢呼「自由上网的时代开始了」。但等到2019年首颗星链卫星升空后,越来越多的不妙迹象开始涌现。

首先是天文学家的「狂怒」。因为成群的星链卫星穿过夜空,导致需要长时间曝光的天文观测受到极大影响。它们的轨迹在照片上出现的亮点或横杠,可能会使多年的学术研究功亏一篑。

其次,越来越多的国家发现,星链计划实质上是一场「太空圈地」运动。根据马斯克的规划,他后续还将发射3万颗卫星,分布在340公里、550公里、1150公里三种不同高度的轨道上,几乎「包围了整个地球」。根据国际电信联盟规定,虽然卫星频率和轨道资源是全人类共有的资源,但获取卫星频率和轨道资源主要通过「先登先占」和「先协调,后使用」等原则。星链计划包括的卫星总数多达4.2万颗,而人类历史上总共才向太空发射了9000个各种卫星和航天器,马斯克抢占轨道资源的野心不言而喻。

但问题来了。在近地轨道部署这么密集的卫星,如何解决它们的运行安全问题?此前美俄卫星就已经发生过太空相撞事故,当在轨卫星数量以数十倍增加之后,各种危险靠近事故概率极大增加了。

更可怕的是,为了节省成本,星链卫星的服役时间有限,通常只有3-5年寿命,这意味著未来每年都将有数以百计的卫星退役。尽管SpaceX公司承诺这些卫星具有自动降轨坠入大气层焚毁的功能,但谁能保障不会出现意外呢?

情况有多严重呢?美国「太空」网站今年8月引用英国南安普顿大学宇航研究小组负责人休•刘易斯的研究成果说,SpaceX 公司的星链卫星每个星期涉及大约1600起航天器接近事件;除去星链卫星彼此间的接近,这1600次中有500次都是星链和其他航天器的接近,甚至包括二者在小于1公里这么近的距离之间飞过。

「我回顾了2019年5月星链卫星首次发射以来的数据。」刘易斯说,「从那时起,卫星报告收集到的航天器接近次数增加了一倍多。现在,星链卫星已占到所有航天器接近事件的一半了。」

报道称,「情况肯定会变得更糟。刘易斯的计算表明,一旦SpaceX发射完1.2万颗卫星,90%的空间接近事件都将与星链有关。」

因此越来越多的科学家们担心,以星链卫星如此庞大的规模,无论是在轨卫星发生危险靠近,还是退役卫星失控,一旦它们造成太空碰撞事故,由此很可能引起连锁反应,产生的太空碎片将横扫近地轨道。

值得注意的是,近地轨道上运行著绝大部分的人类航天器,包括国际太空站和中国太空站(轨道高度通常在300-400公里附近)以及其他各种卫星。星链卫星失控的潜在威胁之大,可见一斑。

另一方面,星链计划还存在著强大的军用潜力。

星链计划早已与五角大楼的紧密合作,还有专家提醒说,星链计划的潜在军事用途更为广大。

首先,一旦全部4.2万颗卫星发射到位后,它就在近地轨道筑起一道屏障,其他国家的火箭要确定发射窗口,就要和SpaceX 公司商量和协调,否则就可能与星链卫星相撞。如果在战时,掌握这项话语权的SpaceX 公司就相当于对敌方实行「太空封锁」。

其次,以往每颗高轨卫星的成本动辄十亿美元,由于其高价值和低发射率,使得反卫星武器获得了反对称优势。例如,美国GPS系统只有24颗卫星,一旦以大量卫星拦截弹对它们实施攻击,将瘫痪美国的全球导航定位和即时通信系统,对美军的全球兵力部署和多域联合作战造成致命打击。而星链计划的卫星多达4.2万颗,能让动能拦截武器的优势不复存在。一旦硬杀伤击毁若干卫星,就会产生大量碎片,其影响让任何国家都难于接受。

此外,当前星链计划卫星上搭载的是通信设备,未来也可以搭载光学观测载荷,结合其重访率高的优势,对于全球主要地区,让每个时间段天顶方向都有几颗卫星飞过,可实现24小时不间断光学监控分析,通过大数据系统自动识别、分类跟踪和图像识别系统,使其对真假目标识别率高,抗干扰能力强,这必将大大提升美国对地面移动物体和太空目标的监控能力。

再想远一点,星链卫星未来还可能对导弹和航天器进行遥测、跟踪和控制,进而提高对敌方运载火箭/导弹轨道的高精度预测和预警能力,为后续的拦截提供信息支撑,并提供了防御弹道导弹的一种最佳方法,即在它们发射之前将其击毁。

美国导弹防御局正在执行一项「高超音速和弹道跟踪天基传感器计划,主要目标是要设计一套用于监测和跟踪高超声速导弹系统的卫星群。若导弹防御局和SpaceX公司合作,将监测系统和「星链」卫星星座直接结合,则无疑将大大加快美国跟踪拦截高超音速武器计划的进度。

所以不要小看「星链」卫星计划的野心,它若不是对美国有重大军事贡献,美国会任由SpaceX大量发射卫星吗?

深喉

原文刊于《巴士的报》

 

编按原题为「威胁中国太空站的美国星链卫星 惊人的太空圈地计划 可监控中国的高超音速武器」

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