巴克美家装修公司从沉默巴克项目看美未来太
钟丰嵘2023年9月10日20时47分,NROL-107军事侦查卫星由“阿特拉斯5”551运载火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地SLC-41工位发射升空,卫星进入36000公里高的地球同步轨道。
图一,搭载“沉默巴克”的火箭升空(来源网络)
公开资料显示,NROL-107任务也称为“沉默巴克”,成本9.94亿美元,由美国国家侦察局和美国太空军联合开发,计划于2026年实现全面运作。“沉默巴克”搭载了多个传感器,用于监视地球静止轨道上的物体,将是首个补充地面传感器和低地球轨道卫星的卫星网。
美太空系统司令部司令迈克尔·盖特林中将宣称,“沉默巴克”旨在通过让美国的潜在对手知道,太空部队正在密切关注地球同步轨道上发生的事情,从而“阻止侵略”。
美方太空扩军,通过增加在轨卫星规模以谋求太空优势已然不是新鲜事,但由于“沉默巴克”项目具有全新的任务场景,其背后将是美方全新的太空战略和太空作战学说。故研究“沉默巴克”项目,实质上是从装备倒推回设计思路,再由设计思路回到战略部署的一次深刻推理。
美卫星技术发展现状提到美方卫星技术的军事应用,大部分人第一时间想到的是在俄乌冲突中炙手可热的“星链”。“星链”系统是美国SpaceX公司于2015年开始启动的卫星互联网项目,计划于2019至2024年前部署1.2万颗、2027年前部署4.2万颗低轨道卫星,组建全球最大的巨型星座网络,提供覆盖全球的高速、低时延的互联网接入,其初衷是为了在全球范围内提供网络服务,尤其是目前网络不可及的偏远地区。截至目前,“星链”已升空4600余颗卫星,并已经为至少46个国家和地区提供相关服务;实际测试中,其最大下载速度达到了400Mbps、最大上传速度约为18 Mbps,并且延迟只有27ms,明显优于传统卫星互联网接入服务。“星链”主要的设计理念是通过价格优势和发射速度优势抢占大量的近地轨道和空间频谱资源,压缩他国太空探索空间;而在面对反卫星装备时由于“星链”价格低廉,组网方式灵活机动,即使部分卫星遭到击毁,核心功能也不会被轻易破坏。
虽然“星链”不仅能为军事行动提供至关重要的通信传输、卫星成像、遥感探测等能力,还具有碰撞拦截包括他国卫星、空间站、洲际弹道导弹等航天器的能力,在军事上具有高度的威胁性,但事实上“星链”却并不代表美方卫星技术的前沿水平和下一代研究方向。
“星链”是一种节约成本的卫星系统,其机动能力较弱,卫星上搭载的霍尔电推进器推力仅有170毫牛,在面对反卫星武器的攻击时只能依靠数量优势以求生存,随着各国纷纷布局反卫星激光武器,部署在近地轨道的“星链”的战场生存能力在未来将大打折扣。而其碰撞拦截他国航天器的功能也难以应对下一代的临近空间飞行器,仅能用于攻击可被快速补发的其他低轨卫星。
从“沉默巴克”这一项目防止美方太空资产被破坏的核心目标来看,美方显然部署了更加昂贵和重要的太空装备。
近年来,美国采用政策引导及资金扶持的政策,推进新型遥感卫星研制的商业化。这些商业卫星企业也因此同美国政府建立了长久稳定的合作关系。2019年起,美国国家侦察局相继与北美主要的商业卫星企业建立合作,利用商业卫星的数据和影像进行情报分析。
虽然这些商业卫星名义上并不属于美国政府,但其先进的性能却与美国的军事部署密不可分,甚至可以说美国政府和军方才是这些卫星背后的使用者。
目前为美国提供情报服务的商业卫星公司有5家,分别是:麦克萨公司、行星公司、黑色天空公司、卡佩拉公司和鹰眼360 公司。
麦克萨公司2016年11月发射升空的第四代商业地球观测遥感卫星WorldView-4,能够提供全色分辨率0.31米,多光谱分辨率1.23米的清晰地面图像。其在全球光学遥感超高分辨率领域占据绝对优势,代表了全球商业卫星成像的最高分辨率水平。
图二,麦克萨公司卫星拍摄的加沙城区(来源网络)
而卡佩拉公司的第三代合成孔径雷达地球遥感卫星通过将雷达带宽从500兆赫增加到700兆赫,使卫星的斜距分辨率提高到0.214米,地距分辨率提高到0.31米。不仅如此,该卫星与美国太空发展署的新国防太空架构和标准兼容,还具有卫星间数据中继系统,能在15分钟之内完成包括美国军方在内的客户发出的指令。
这些由商业公司运营却为美国军方服务的侦察卫星才是“沉默巴克”项目真正需要关注和保护的对象。
美卫星组网理念分析美方卫星组网呈现出“分组组网,联合使用”的特征。
一方面,美方将部署卫星的任务分发给不同性质和技术水平的承包商,让承包商们基于同一套信息系统设计自己的卫星系统,在综合利用各个承包商不同的技术优势的同时也能借助承包商之间的商业竞争降低卫星部署成本。
承包商可以是像上文提及的麦克萨公司这样的同时服务于军方和其他个人用户的大型企业,也可以是由美国政府和军方赞助的研究所或高校。他们各有擅长的子系统技术,在得到政府资金扶持后分别执行自己的卫星组网计划,在组网完成后具有独立的情报搜集能力。承包商与美方有关机构主要建立资金和技术上的联系,美方有关机构控制这些卫星系统也主要通过“租赁服务”、“技术入股”等间接手段。因此,这些具有商业色彩的卫星在搜集情报时往往因为不具有官方身份而受到的干扰力度较小,执行任务的效果更加优秀。
而在分析情报时,美方有关机构可以同时向多个承包商索取不同方面的情报。对这些情报的联合使用和分析不但可以通过比较判断情报的真伪,还能从更加宏观的视角观察事件的全貌,从而得到更客观和准确的结论。
这一组网体系的缺点在于美方无法集中各个承包商的优势技术在同一组卫星上,在卫星的整体设计上有所欠缺,而各个承包商设计的卫星之间由于商业竞争的原因难免出现功能重叠和过于追求利润与任务实际需要脱节。且由于卫星的控制权在商业公司手中,美方在调集卫星资源时需要经过冗长的商业运作,无法做到大规模高效使用。更致命的是商业公司的保密性和纪律性难以与军队看齐,这就使得在面临战争时这些商业卫星的性能要大打折扣。
美太空战略预测由于“沉默巴克”项目具有监视其他卫星的功能,其不可避免地会与“反卫星”、“太空战”等关键词产生联系,但归根结底,“沉默巴克”并不是一个需要击毁他国卫星的项目,而是一个用于保护己方太空核心资产的支撑项目。
从组网理念到太空战略的推理是一次向宏观方向的升级,从美方对侦察卫星的支撑强化来看,这至少释放出两个重点信号:一,美方的卫星组网理念不会发生大的改变;二,美方会进一步收紧对轨道资源的控制。
与亲力亲为地进行侦察卫星组网相比,将任务分发给承包商无疑是更加经济的做法,这种做法存在的弊端主要集中在对卫星的控制权不足和体系化程度低上。建设支撑体系,就是在不触动承包商利益的基础上对改进这些弊端的尝试,这种尝试的背后是美方不愿放弃承包商体系,在未来一段时间内不会更改组网理念。
从“沉默巴克”监控地球静止轨道的功能中还能分析出美方判断目前卫星面临的主要威胁还是位于太空轨道上的反卫星系统,故为了保证太空资产的安全,美方势必会收紧对轨道资源的控制,包括加大对“星链”等用于抢占近地轨道资源和空间频谱资源的项目的投入,以阻止其竞争对手在太空轨道部署反卫星系统。
结语通过分析“沉默巴克”这一项目的性能、功能和设计理念,本文联系美方现有太空部署对美方的卫星组网理念和未来太空战略进行了分析。相较于大名鼎鼎的“锁眼”系列侦察卫星而言,本文参考的商业卫星常年隐于幕后,不为世人所知。但恰恰就是这些名不见经传的商业遥感卫星在美方现在和未来一段时间的太空战略中占据了重要地位,甚至令美方单独成立对其的支撑项目,究其原因,是承包商利益链条难以切断,系统重建成本过高。
但不可否认的是,目前的承包商模式给美方带来的是利大于弊,美方目前持有的战略侦察能力依然处于全球领先水平,占有大量的轨道资源和空间频谱资源,其太空战略虽然更多的是延续和加固,但威胁程度却从未下降。