大型低軌星座誰來管？

文/松堂

大型低軌星座的飛速發展，雖然給人們的生活帶來了很大的方便，但從另一方面講，它如果用來服務于軍事目的，將會很難控制。那么，它們一旦被用于軍事目的，又該如何約束？

▲ 美國國防高級研究計劃局正在推動黑杰克衛星通信體系建設，試圖大幅度降低帶寬成本

誰干得成，誰干不成？

要想發射大型星座來服務于軍事目的，必須具備龐大的小衛星產能，以及強大的發射能力。到目前為止，只有美國同時具有這兩個條件。美國擁有太空探索技術公司的獵鷹9火箭，因為采用了可重復使用的技術，入軌單價已經便宜到了5000 美元量級。另外，美國具有大量廉價制造衛星的能力。星鏈衛星、鴿群衛星的價格都控制在數十萬美元量級，這對于軍事航天活動來說，簡直就是毛毛雨。有了這些條件，美國才能考慮大量部署星座，并且改造各種用途，其他國家還做不到。

我們來舉個例子。2021 年6 月30 日，美國導彈防御局（MDA）發射了兩顆納衛星。它們屬于立方星網絡通信實驗的一部分，雖然本身并不具備導彈探測功能，但是可以演示驗證在軌納衛星之間的網絡無線電通信。而通信傳輸，也是導彈預警系統的重要功能之一。按照MDA 空間傳感器任務主管的說法，“這些衛星將測試降低系統風險的關鍵技術，例如高超音速和彈道跟蹤空間傳感器，6 月30 日發射的任務，將展示先進通信技術的可行性，使用更小的尺寸、重量和功率來支持導彈防御通信架構。”

▲ 美國空軍地勤人員在場站測試星鏈終端，這是一個軍用版本的終端

“導彈防御架構需要在攔截器、傳感器以及指揮控制系統之間實現通信，在來襲的敵方導彈到達目標之前快速識別、跟蹤和摧毀它們。立方星能夠以經濟實惠的方式快速演示這類能力。”

MDA 創新、科學和技術理事會負責人菲斯說：“立方星可以用很低的成本進入太空，在相關環境中進行測試并收集準確的數據。”

▲ 美國空軍希爾基地的地勤正在用星鏈傳輸后勤數據

這種所謂的低成本，能低到什么程度呢？據說這兩顆衛星，每顆成本約為 130 萬美元，對于美國導彈防御局來說，簡直就是從沒有過的便宜。

而發射這兩顆衛星的，正是英國富翁布蘭森的運載器一號空射火箭。

美國陸軍為了有效利用航天能力，創建了一個新的單位，名字極其復雜，叫做“情報、信息、網絡、電子戰和太空營”，美國人自己也受不了這么長的名字，于是把它簡稱為I2CEWS（發音大概是“艾圖庫斯”）。“艾圖庫斯”營是美國陸軍旅級多域特遣部隊的一個組成部分，已經參加了多次兵棋推演。

“艾圖庫斯”營的一個重要任務，就是使用低軌道衛星系統。美國陸軍希望能夠擁有一個“強大、可持續”的天基傳感器體系，其實就是航天發展局的黑杰克系統。這主要是因為，在美國軍隊當中，陸基反導是陸軍負責的，導彈防御衛星系統的服務對象正好就是陸軍。

早在2017～2018 年，美國陸軍就演示了一顆叫做“科斯特爾之眼”的成像微衛星，據說這顆衛星的任務是“直接執行任務并響應戰術需求”。所謂戰術需求，就是一線部隊在交戰中，請求情報支援，希望能得到實時響應。傳統衛星偵察那種幾天甚至幾個星期的響應速度，是根本不管用的。據說“科斯特爾之眼”的效果還算不錯。因此，美國陸軍在2019 年又啟動了3個新的衛星計劃，稱為“槍煙”、“孤星”和“北極星”。這幾個項目都高度保密，人們僅僅知道“槍煙”的合同為期兩年、價值 830 萬美元，要開發、測試、集成和演示兩顆衛星。

當然，美軍規模最大的小衛星星座，就是美國國防部正在建設的黑杰克星座，據說衛星單價將控制在數百萬美元量級。如果實現，這將是軍事航天發展史上的一個重大突破。

▲ 烏克蘭民眾圍著剛剛架設好的星鏈地面站，利用WIFI 上網

怎么對付大星座？

巨型星座如果成為美國軍隊一家的工具，顯然會對其他國家的空間安全和國家安全造成嚴重的威脅。要想應對這樣的威脅，僅僅對美國提出口頭要求，恐怕是不夠的。只有表現出足夠的競爭能力、對抗能力，才能讓美國拿出平等的態度，來討論巨型星座的管理問題。

競爭能力

競爭能力，就需要別的國家或者實體也能建造和部署上萬顆規模的巨型星座。有不少國家的創業者都在討論這方面的可能性。但是，建造巨型星座有個很重要的問題必須回答，誰來支付建造和維持的費用呢？其實這個問題對星鏈系統同樣是存在的，作為一個建造中的星座，馬斯克正在燒投資人的錢，來批量發射衛星。到2022 年6 月，星鏈系統號稱已經在全球獲得了40 萬用戶，其中基礎服務用戶每月費用110 美元，高端用戶每月費用500 美元。這個收費標準并不低，只有在發達國家或者其他國家的高收入階層那里，才能打開市場。不過，在美國的政治經濟影響力之下，“星鏈”可以在全球市場上獲取用戶，不但是家庭用戶，還有游艇、民航飛機、房車之類的移動式平臺可以作為用戶基礎。但是，這個世界上的有錢人畢竟是少數。如今星鏈系統已經搶占了市場，其他星座，甚至包括第二代一網星座，就未必能分到多少蛋糕。

▲ 烏克蘭無人機飛手可以使用“星鏈”來傳輸無人機拍攝到的圖像，提供給烏克蘭軍隊

▲ 烏克蘭用戶克里佐克兄弟特意在推特上發表帖子，對馬斯克表示感謝

所以，要想部署另一個巨型星座和“星鏈”競爭，除非技術上有極大的突破和顛覆，否則可能性很小。

對抗能力

另外一個思路就是對“星鏈”進行打擊。無論是軟殺傷還是硬殺傷，只要能破壞“星鏈”的正常功能，就可以成為有效的對抗手段。“星鏈”本身是民用系統，理論上是可以干擾的。但是根據太空探索技術公司自己發布的消息，俄羅斯在俄烏沖突早期，曾經試圖干擾“星鏈”，并沒有成功。這主要是因為星鏈系統的通信原理和傳統衛星有一定的區別，不但衛星比較多，而且采用了多點波束技術，一個波束被干擾，不但無法干擾整個星座的工作，甚至無法干擾單顆衛星工作。臨近衛星把自己的波束調度過來，就可以克服干擾影響。所以，俄羅斯后期再也沒有嘗試過干擾“星鏈”。

▲ 烏克蘭用戶在屋頂架設星鏈天線，可見過程非常簡單

“星鏈”的抗干擾能力這么強，很大程度上是被國際標準逼出來的。根據國際電聯的有關要求，低軌道衛星如果和靜止軌道衛星發生干擾，必須優先保護靜止軌道衛星，畢竟有個先來后到嘛。具體的抗干擾方法，就是切換波束。如果低軌衛星的某一個波束和靜止軌道衛星的波束重合，低軌道衛星就要立刻關閉這個波束，把另一顆衛星上的波束切換過來，為覆蓋區的用戶服務。如此就可以避免干擾靜止衛星。這樣的技術當然也能用來抗干擾。當然，這需要用戶終端具備所謂的電掃描相控陣天線，否則不可能實現瞬間切換。所以，要是想用干擾手段來對抗星鏈系統，必須開發全新技術。

▲ 由于星座規模大，因此星鏈天線可以在狹窄的樓宇之間安裝，也能保證通信

另一種方式就是最原始的硬殺傷，用導彈把星鏈系統打掉。這樣的技術，無論美國自己還是其他一些國家，都是具備的。但是，硬殺傷就意味著和美國直接開戰，不是可以隨便動手的。另外，星鏈系統的衛星如此之多，如果再加上一網星座，難道要制造10 萬枚導彈來攻擊它們嗎？這仗還沒開始打，國家財政就破產了。所以，對抗“星鏈”這樣的巨型星座，顯然需要全新的思路。有人提出，可以用清理太空垃圾的方式來清理星鏈衛星。用一個巨大的繩網把衛星兜住，扔進大氣層里燒掉。甚至可以用繩網沿著星鏈的軌道飛行，像捕魚一樣把整個軌道面的衛星全都抓走。當然，目前這還僅僅是設想而已。

開發對抗手段并不是為了真的摧毀“星鏈”。這樣一個高性能的空間基礎設施，如果用于人類和平與發展的目的，還是很有價值的。只要能逼著美國方面坐下來，認真討論全球化的、公正的空間交通管制問題，認真討論巨型星座的和平利用問題，避免把它用在軍事上，至少不要逼人太甚，這樣的對抗手段就是有價值的。