“争霸太空”美军又迈出重大一步

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14.4 “争霸太空”美军又迈出重大一步

来源：成也AI 败也AI 十四。太空来了不善之客

      

2019年初美国五角大楼成立太空发展局，负责在未来辨识太空领域的威胁，看管地球上空卫星和其它资产，保证美军技术的领先地位。

         

该机构一项重要的战略计划是在在地球上方约100~500公里的轨道上拥有一个具有七个层次卫星网络，每个层次具有不同的功能，包括追踪高超音速导弹，在卫星导航系统（GPS）失灵时提供替代、战斗调度等。

                             

    七层次卫星网络（传输层；跟踪层；监控层；威慑层；导航层；战场管理层；地面支持层）

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                                                                                              跟踪层与监控层主要服务于导弹防御，主要针对高超音速武器等先进天基目标以及地面导弹发射设施的全程目标探测、跟踪与指示；

                                                                                              威慑层与导航层主要面向太空攻防对抗，作战范围从低轨道、地球静止轨道扩大延伸到更高更远的地月空间；战场管理层面向太空智能化发展，进一步增强天基信息支援联合作战的时效性和便捷性；

                                                 地面支持层提供大规模小卫星星座快速机动发射、测控与应用支持，确保对抗条件下小卫星星座的快速补充与更新，提高卫星大规模地面应用效能；

                                                                         地球上空的 "传输层"示意   由300至500颗卫星组成，利用光通信链路，有效提供一个太空内通信的枢组 ，提供全球范围7x24小时不间断、低延期的数据传输于通信 。 形成了天地之间、不同功能层卫星之间、同一功能层不同卫星之间的互联互通，构成下一代太空体系的技术基础与共性支撑。
                                                                                                                       
         通过这个全球网络的帮助，美军将有能力追踪地面物体的移动、导弹的威胁，並将信息传递给“战斗调度”层。该层级从太空自动发出战斗管理决定，确认目标，並把目标数据递结位于地面的武器系统。

      美太空发展局局长德里克・图尔尼尔（DerekTour near）曾指出，目前美军没有进行战术上低延迟通信的能力，无法瞄准视线范围之外的目标。太空发展局希望到2024年，能够建造一百多颗卫星，开始提供初步的战斗能力。

       据美国媒体近日报道，美国太空发展局已经与洛-马公司（Lockheed Martin）和新生代约克太空系统公司共同签合同（York Space System）各建造10颗，每颗重约100~200Kg的小型传输卫星。这些卫星将构成太空发展局计划建设的传输层的"第0期"。

        在这20颗卫星中，有6颗卫星将搭载Link-16发射器，这使它们能够通过军方的战术网络与作战人员建立联系。虽然"0期传输层"将仅包括20颗低地球轨道卫星，但运用螺旋式研发策略，太空发展局计划每两年添加一次卫星，并且每次添加的卫星数量递增。

                                                          Link-16 战术数据网络将实现天地通联（在轨传感器与地面发射器相连很关键。Link-16允许新卫星与F-6、F-22和F-35等战机，PAC-3和THAAD 等导弹防御网络、武器系统以及防空与导弹防御（IAMD）综合网络连接。计划于2022年9月发射，提供最初演示能力。系统建成需要约500颗卫星提供全球覆盖。）

        美国强大的研发实力虽然让众多国家望尘莫及，也让美国开始面临“近地轨道资源不够”的烦恼。特别是在政府之外，包括谷歌、亚马逊、SpaceX、波音等众多产业巨头都已经公布了近地轨道卫星通信领域的相关项目计划。按照相关计划显示，未来这些公司每年发射的小型卫星数量将高达上千颗，这也让近地轨道很有可能出现城市道路交通中常见的“堵车”现象，不仅会有卫星相撞的安全风险，也让高级别的军用卫星感知能力大打折扣。这也意味着，在近地轨道越来越“拥堵”的前提下，美军已经要转变发展思路，开始重点打造超低轨道卫星网了。

                                                          超低轨卫星会在距地面仅250千米附近的超低轨进行环绕飞行，这样的地轨飞行会大大增加卫星所搭载的光学传感器的分辨率，能够在更高的地理精度下拍摄照片，相当于是一个永远挂在空中的侦察机一般。（超低轨道卫星目前仍存在诸多基础性问题尚未解决，大气环境数据匮乏为任务带来不确定性，轨道附近的原子氧容易与卫星表面的抗辐射、耐高温、耐低温的隔热材料发生反应，引起材料受损、性能恶化，导致卫星故障率增大——在轨寿命短。）

       近日（指8月初）美国一家位于旧金山的小型创业公司“超级地球观测者”的公司宣布获得了美国空军的研发合同——小型超低轨道光学成像卫星，为其打造超低轨道卫星情报网络。那么这种超低轨道卫星究竟是什么东西呢？
                                                               
                                                          美媒称，超低轨卫星的军事优势之一是可以看得更加清楚。同距地表500公里的近地轨道卫星相比，“超级地球观测者”公司研发的“魔鬼鱼”可以在距离地表250公里的超低轨道运行，可以大大提高星载光学传感器的分辨率、辐射性能和地理空间精度，还可以减少卫星所需的有效载荷大小，从而降低卫星运行成本。由此产生的边际效益是，在同等投入情况下，美国空军可以购买数量更多、性能更强的超低轨卫星。

         开发超低轨卫星的另外一个优势，是可以避开近地轨道的“拥堵”问题。按照美国SpaceX等公司的星链组网发射规划，未来每年将发射成百上千颗小型卫星，到2025年时，每年送入太空的人造卫星将超过1100颗。这些在近地轨道密集运行的小型卫星，不仅增加了卫星相互碰撞的风险，而且还会在高轨道和地球之间形成阻隔，干扰战略级别军用卫星的感知能力。相比之下，“魔鬼鱼”这样的超低轨道卫星则不受这些影响
                                                                  
                                                            美媒称，“魔鬼鱼”光学成像卫星重约400磅，长8英尺，号称航天器中的“公交车”。这种形状有助于减少超低轨道的空气阻力。“超级地球观测者”公司计划在今年造出原型卫星，最终发射30颗同等大小的卫星，在超低轨道完成卫星组网，为军队、政府和民间用户提供高度准确、及时的卫星图像。

         该公司创始人保罗·史密斯介绍，“魔鬼鱼”的优势之一是超低轨道运行，能够以相当低的价格在太空组成星座。美国太空与导弹系统中心空军研究实验室看好该项目的另外一个优势在于，“魔鬼鱼”可以向美国空军、陆军提供近乎实时的卫星图像，可以在几分钟之内将卫星成像传输给地面站或移动用户。一方面，超低轨道缩短了传输延时，另一方面，该公司计划在卫星成像后使用边缘计算方法，把处理好的成像数据直接传输给军地用户。

       按照概念设想，“魔鬼鱼”卫星将通过26.5GHz至40GHz的Ka频段，把卫星图像直接发送给美国陆军的TITAN战术情报目标获取站、美国空军AMBS机载先进战斗管理系统，这样做的好处是，可以跳过传统的卫星地面站分析处理环节，直接把高精度卫星成像传给美军相关战术单位，满足了美军更快获得卫星成像数据支持的基本需求。这也是美国空军希望测试该卫星系统的重要诱因。

       卫星互联网是新一轮的太空竞赛，轨道资源大国环视，大国间安全互动博弈的关注度上升,美国太空作战网络的建立， 降低了大国间的危机稳定性。美国想独霸太空有的难！无疑，未来太空形成的态势，决不是人类的福音。在这个世界上，没有正常人想回到那个战争阴云笼罩世界的岁月。

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