与美军捉迷藏!中国神秘飞行器,让美国人猜不透:五角大楼快打钱

来看世界 2024-06-13 06:44:38

前一阵子,美国的科技网站出现了一则报道,报道了我们的低轨道飞行器(已经在轨164天)悄悄释放了一个伴生的飞行器,然后连续多次进行抓取、释放的演示。这表明了我们的这款飞行器,具有高速飞行、长时间在轨、机动变轨、卫星捕获以及抓取的能力。而最先注意到该事件的,反而是美国一个航天器爱好者,他首先追踪到这一事件,引起了美国军方的注意。

美国军方的报道是这样的:据华盛顿方面的说法,中国去年12月发射了一款实验性空天飞机,这是该型号的飞行器的第三次飞行,此前两次飞行分别在轨2天和276天,进入低地球轨道(LEO)。第三次飞行过程中,它在轨道上释放了一个伴生飞行器。美国的太空司令部都对这一飞行器密切观察,但还是没有在第一时间监测到飞行器释放伴生飞行器这件事。

这对于美国这样一个在轨卫星数量最多的国家而言,无疑是非常抓狂的。他们难以计算这颗飞行器的参数——因为飞行器可以机动变轨,可以接近并抓取在轨的卫星,可能对美国的卫星产生威胁;他们难以预料这个飞行器的行为——它可以释放伴生的小型轨道器,小型的卫星更难被侦测,如果是一种具有攻击性的小型飞行器,美国的在轨卫星是不是也不安全了?

美国太空司令部领导人多次在公开场合表示,太空领域是一个战略的制高点,面对太空领域的威胁甚至会成为面对对同等和近等冲突做准备的首要任务,五角大楼需要更大的投入以便打造或者购买更强大的侦测手段。言外之意就是:打钱。美国需要在此方面进行更多的投入,开发更强大的侦测或者攻击手段,以便保护美国在轨卫星的安全。尽管没有进行过公开讨论,但是美国在此方面的投入已经开始了。

神秘飞行器如何突破美国的卫星侦查网络

想要避免美国对在轨飞行器的侦测并不容易,美国作为航天科技最发达的国家,建设起了庞大的卫星侦测系统:

他们建设了被称为美国太空监视网络(SSN)的监测体系,这是一个由美国太空司令部(运营的网络系统,通过使用地面雷达、光学传感器以及空间基础设施,可以追踪和识别数千个在轨道上的物体,因此可以用于监测各国的卫星,也可以用于监测轨道上的垃圾如报废的卫星及其碎片等。

还建起了太空态势感知(SSA),可以通过全球定位系统、先进的雷达和光学系统以及与欧洲强国的数据共享,可以提升对太空环境和在轨物体进行全面理解的能力。它包括监测、预测和响应潜在的太空威胁和事件,这有助于增强对太空态势的了解,避免卫星碰撞,并提高太空活动的安全性。

但是这样的网络系统也不是没有盲区。首先,对于在轨物体的追踪,需要较长时间的观测,然后才能确定其轨道参数,进而对其进行更长时间的观测,可以观测其行为,甚至可以通过截取数据、进行干扰等方式,破坏飞行器原有的功能;然而我们的空天飞行器可以机动变轨,这就导致他们预测其轨道参数变得更加艰难,需要更多的精力才能实施监控。

我们在这方面已经是行家里手了,2013年,我们发射的试验卫星-3,就已经展示展示了在轨道上进行自主机动和调整轨道的能力;2016年11月3日,发射的实践-17号卫星是一颗用于技术验证的卫星,其任务之一就是测试电推进系统;2021年,实践-21号卫星被发射,用于“在轨服务与维护”任务,它可以在轨道上与其他卫星进行接近、对接、以及轨道改变等复杂操作的能力。

我们的空间站更不需要多说了,此前SpaceX的星链卫星曾两次抵近我们的天宫空间站,为了避免可能发生的碰撞事件,空间站实施了机动变轨以实现“紧急避碰”,这虽然要消耗燃料,但是可以保证我们的空间站以及航天员的安全,未来这种能力可以用于空间站的后续扩展,在轨抓取和维修卫星等能力。

而所谓的太空监测网络,也拥有一定的盲区。美国及其盟友大多数都分布于北半球,因此美国及其盟友的地面观测设备,主要分布在北半球,而欧美在南半球虽然也建设了一定的天文观测站等,可用于监测在轨卫星的系统,但是主要的观测能力仍有北半球贡献。因此,在轨飞行器可以利用这一特点,在南半球上空展机动变轨,以躲避美国及其盟友的监测。

此外,缩小飞行器的尺寸、为飞行器涂上吸波隐身涂层,都可以缩小反射面积,进而达到避免被侦测的目的。地外空间非常广阔,而分布的飞行器及太空垃圾的数量已经非常庞大,要侦测每一颗小型飞行器的运行轨道,尤其是那种中途被释放出来的,可以进行机动变轨的卫星,都会大大增加侦测的难度。

美国建设太空监测网站的理由是避免卫星在轨道上的碰撞——这也是美国预想的攻击卫星方式之一。美国十分惧怕,他们是首先开发太空武器的国家,但是却也害怕别人用相同的手段来对付他们的卫星,一旦美国的卫星系统被破坏,美军在地球上就少了一双眼睛,其侦测能力、战场通讯等能力都会受到影响。这样的事已经有过先例:

2009年2月10日,西伯利亚北部上空约800公里的低地球轨道美国的铱星33号和俄罗斯的一颗退役的宇宙-2251号军用通信卫星发生了碰撞,碰撞的的原因是由于两颗卫星的轨道发生了交叉(由于地球不均匀的引力分布、低轨道的空气阻力等因素,会导致飞行器的轨道缓慢变化),而卫星未能预判并采取有效的措施,宇宙-2251号是一颗已退役卫星,未能主动移至墓地轨道或进行适当处置。

美国的对策:加大太空侦测网络的投入,尤其是天基的探测设备

上文已经说到了在轨飞行器规避探测的方式,那么美国应对的办法呼之欲出:扩大地面观测设备尤其是南半球观测设备的投入,补充在轨监视卫星、启用人工智能增强分辨能力。无论哪一种手段,都需要付出比较高昂的成本,而且因为我们对飞行器技术的投入,可能有更多的规避卫星的方式,这都使美国及其盟友感到不安:

扩大地面监测设备的分布范围

美国太空行动情报副负责人格雷戈里·加涅少将指出,美国太空部队和太空司令部目前监视大约1,000个“优先目标”,这些监视目标,应该不需要多说,大概率都是中俄的飞行器,美国计划利用分布于全球的大约600个传感器,包括雷达、光学望远镜等,用于监测低地球轨道(LEO)和地球同步轨道(GEO)上的物体。

为此他们增大了对南半球卫星网络的投入,如LeoLabs拥有多个地面雷达站,它们分布在世界各地,包括阿拉斯加、德克萨斯、澳大利亚、新西兰和哥斯达黎加等地,可以提供太空监测数据;展开与与澳大利亚合作开展深空先进雷达能力项目,澳大利亚的西部地区部署了C-Band雷达和光学望远镜,作为其空间监视网络的一部分;加强与日本和韩国的合作,提升区域太空监测能力。

发射更多的监视卫星

美国国家侦察局(NRO)和美国太空部队(USSF)联合开发和部署了SILENTBARKER卫星,这是一项空间态势感知(SSA)卫星计划,将与较老的地球同步空间态势感知计划 (GSSAP)卫星一起,在GEO上跟踪可疑的敌方卫星。旨在提升美国在地球同步轨道(GEO)上的监测和情报收集能力,以应对日益复杂的太空威胁

美国的商业公司也瞄准了美国国防部的订单

Maxar Technologies公司是一家总部位于美国的全球领先的太空技术公司,其运营一系列高分辨率成像卫星,包括WorldView-1、WorldView-2、WorldView-3和WorldView-4。这些卫星能够提供高分辨率的地球成像,广泛用于监视、制图、灾害响应和情报收集;而且还提出了下一代的卫星星座:WorldView Legion,计划在未来几年内部署,将提供更高的成像频率和分辨率。

NorthStar Earth & Space是一家总部位于加拿大的公司,正在开发和部署其Skylark卫星星座,专注于空间态势感知和环境监测。这些卫星将提供全天候、高频次的空间监测服务专注于地球和空间监测服务,其卫星星座将能够实时监测和跟踪在轨道上运行的物体,提供碰撞预警和风险评估,帮助运营商保护其在轨资产。

开发人工智能工具

太空分布的卫星和太空垃圾非常多,光是美国就已经有了6000多颗在轨以及报废的卫星,中国目前有500左右的在轨卫星,俄罗斯也有150左右,更别提还有数以万计的太空垃圾,追踪卫星及太空垃圾会产生很大的数据量,人工检测各项数据的速度比较慢,因此美国国防高级研究计划局(DARPA)和商业公司开发了多种AI工具:

DARPA授予BAE Systems、Apogee Research和Systems & Technology Research公司合同,开发AI工具以自主跟踪太空目标;与Slingshot Aerospace合作开发的AI软件包,可以探测潜伏在大型低地球轨道卫星群中的潜在威胁卫星。

五角大楼和美国太空司令部的领导人强调,太空领域意识是应对中俄潜在威胁的首要任务,预计在加强监视和情报收集能力方面的努力将继续加大。

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