美國馬斯克的“星鏈”計(jì)劃，能否用于軍事？

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原標(biāo)題：美國馬斯克的“星鏈”計(jì)劃，能否用于軍事？

5月27日消息，美國東部時(shí)間周三，SpaceX獵鷹9號(hào)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(dá)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(jì)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(jì)劃將是美國在太空中軍事功能最強(qiáng)、最完善的一套體系，堪稱新的美國太空大戰(zhàn)計(jì)劃。

“星鏈”（Starlink）計(jì)劃介紹

2015年1月，SpaceX公司首席執(zhí)行官馬斯克提出“星鏈”計(jì)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(gè)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(gè)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(yuǎn)的計(jì)劃中，這個(gè)數(shù)量會(huì)增加到4.2萬顆。這些衛(wèi)星將在近地空間連點(diǎn)成線、織線成網(wǎng)?！靶擎湣庇?jì)劃效果如下圖所示。

美國“星鏈”計(jì)劃效果圖

目前已發(fā)射衛(wèi)星運(yùn)行于低軌，重訪周期縮短至2小時(shí)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(jì)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(xiàng)功能。相對(duì)于中、高軌衛(wèi)星，低軌衛(wèi)星具有更重要的軍事價(jià)值。低軌道運(yùn)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(yàn)。“星鏈”計(jì)劃將發(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(jìn)一步增強(qiáng)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(jìn)衛(wèi)星通信250毫秒延遲傳輸標(biāo)準(zhǔn)提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。美軍近年來大力推行多域戰(zhàn)，其前提是通過強(qiáng)大的通信能力，將陸、海、空、天等作戰(zhàn)裝備聯(lián)成一體，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

“星鏈”計(jì)劃實(shí)施后，美軍將進(jìn)一步提升“全域機(jī)動(dòng)”與“跨域協(xié)同”能力，其全域作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)必將得到進(jìn)一步強(qiáng)化。

此外，還能有效解決對(duì)潛通信問題。核潛艇深潛海底數(shù)百米，行蹤保密、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、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(cuò)。

“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(jìn)的傳感器，重訪周期短，且星間互連互通，每個(gè)國家的上空每隔很短一段時(shí)間就會(huì)有幾顆衛(wèi)星過境，有助于美軍實(shí)現(xiàn)近乎全天候不間斷的偵察和監(jiān)視，利用計(jì)算體系的大數(shù)據(jù)分析，來辨別目標(biāo)，識(shí)別大中型武器系統(tǒng)，如戰(zhàn)略對(duì)手洲際導(dǎo)彈的動(dòng)向等。有助于強(qiáng)化美軍“非對(duì)稱”偵察監(jiān)視技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

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(shí)現(xiàn)對(duì)地面導(dǎo)彈基地實(shí)時(shí)監(jiān)控。在導(dǎo)彈發(fā)射升空的階段進(jìn)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(shí)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(shí)，“星鏈”衛(wèi)星還將具有對(duì)飛行器的遙測(cè)、跟蹤功能以及自身自主變軌能力，可用于對(duì)洲際彈道導(dǎo)彈實(shí)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(duì)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(jī)器人、無人機(jī)提供超視距通信服務(wù)，無人機(jī)的指控系統(tǒng)可布置在全球的任意地點(diǎn)，使無人機(jī)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(yuǎn)在數(shù)千公里外的地面無人戰(zhàn)車和無人機(jī)作戰(zhàn)，真正實(shí)現(xiàn)“決勝千里之外”，這將有助于強(qiáng)化美軍“非接觸”遠(yuǎn)程精確打擊優(yōu)勢(shì)。這對(duì)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(duì)天基目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)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(duì)航天器進(jìn)行遙測(cè)、跟蹤甚至控制，被控制的航天器偏離預(yù)定航線就可能會(huì)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(duì)。

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(yàn)。美軍GPS衛(wèi)星的通信速度只有百比特/秒（bps）量級(jí)，無法傳輸關(guān)于其實(shí)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(dá)數(shù)百M(fèi)bps，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(jí)，同現(xiàn)有GPS信號(hào)相結(jié)合，“星鏈”衛(wèi)星替用戶完成繁重的位置計(jì)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(shí)軌道和時(shí)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(dá)到30厘米以內(nèi)，而占用“星鏈”的下行帶寬不會(huì)超過1%，耗電不超過0.5%。另外，“星鏈”衛(wèi)星信號(hào)很強(qiáng)，很難被地面的干擾機(jī)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(duì)建一個(gè)備份的GPS系統(tǒng)）、抗干擾、信號(hào)強(qiáng)、精度高，可彌補(bǔ)GPS的不足?！靶擎湣毙l(wèi)星組網(wǎng)成功后，將進(jìn)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(diǎn)，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(xiàng)目及計(jì)劃

SpaceX公司推出“星鏈”計(jì)劃出來后，美軍對(duì)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(jià)值2800萬美元合同，對(duì)“星鏈”開展了軍事服務(wù)演示驗(yàn)證。在11月的低軌技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)中，“星鏈”為美軍C-12飛機(jī)提供了高達(dá)610Mbps帶寬的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2019年11月，美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）宣布將打造“莊家”系統(tǒng)，利用低軌道衛(wèi)星對(duì)全球范圍進(jìn)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(tái)，強(qiáng)化美軍偵察監(jiān)視技術(shù)優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化跨域遠(yuǎn)程精確打擊優(yōu)勢(shì)。

2020年5月，美國陸軍與SpaceX公司簽署了一項(xiàng)合作研發(fā)協(xié)議，該協(xié)議是美國軍方任何實(shí)際商業(yè)采購協(xié)議之前的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。該項(xiàng)目將由位于馬里蘭州阿伯丁試驗(yàn)場(chǎng)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(shí)評(píng)估其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的性能，了解“星鏈”網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)有效性，根據(jù)評(píng)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(jī)上測(cè)試SpaceX的“星鏈”太空互聯(lián)網(wǎng)能力，參與測(cè)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(chǎng)建在美國范登堡空軍基地內(nèi)、技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)列入衛(wèi)星和空軍戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)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(chǎng)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(jì)劃的開展，客觀上刺激了世界各國共同加速對(duì)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(jì)劃于2025年前建成一個(gè)軌道高度為870公里，由288個(gè)衛(wèi)星組成的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。

英國一網(wǎng)公司計(jì)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(duì)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(gè)國家、不同陣營進(jìn)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(dòng)權(quán)，這對(duì)于構(gòu)建“透明”戰(zhàn)場(chǎng)，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(duì)：IPRdaily縱橫君

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