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出手就是大招!上万颗卫星排队升空,星链系统不再是美国独有

 人阅读 | 作者lilintao | 时间:2023-08-21 08:12

美国星链想靠数量取胜,抢占低轨道空间,谁料中国一出手就是大招,比星链部署的更低,我们一抬头就能看见。

前言:美国计划在距离地球表面350公里、550公里以及1150公里的轨道上部署4.2万颗星链卫星,争取抢占更多有限空间,为此,我国如何保障自身卫星发射权益,就成为亟待解决的一大问题。本文将结合中美卫星发射情况,分析“中国版星链”与“美国版星链”的区别,最后得出结论:太空星链系统将不再是美国独有!

1、4.2万颗星链还不满足?即将再升级

冷战之后,苏联在核武器以及导弹领域的突破,让美国感到巨大压力,因此,其试图建立一个有效的反导弹系统来抗衡苏联核武器优势,同时,美国意识到苏联与自己在经济上的差距后,便决定构建一个虚无缥缈又难度极高的研发项目来拖垮苏联经济,就这样,美国将目标看向太空,提出“战略防御计划”,也就是我们俗称的“星球大战”计划。

值得注意的是,在这一“战略防御计划”中,有一个很关键的概念,即“地球轨道卫星星座”,其首次提出是在“智能卵石”项目中,按照规划,美国需要在近地轨道上部署相关武器,这样一来就能在最短时间内将敌方弹道导弹拦截下来。只不过,1990年代首次尝试研发的卫星星座系统,因为成本等问题被迫宣告失败。

(图解:美国星链卫星已经转向军事用途)

直到太空探索技术公司首席执行官马斯克提出“星链”概念,美国近地轨道卫星星座搭建计划才重新看到希望。2015年马斯克首次提出星链计划,致力于在低轨道部署大量通信卫星,NASA官员认为,该计划将会维护和改善美国太空安全。截止到今年6月份,马斯克星链发射规模已经达到4698颗,距离最终的4.2万颗还差37302颗。

然而,马斯克的野心远远不止局限在这些星链卫星上,据海外网称,马斯克除了将星链卫星用于军事领域后,还打算再迈出关键步伐,将星链升级为星盾。不仅如此,其还专门成立“星盾”业务部门,目标瞄准美国国家安全机构与五角大楼。很显然,不管星链还是星盾,都已经转向军事化。

我们知道,美国星链在具备卫星侦察、通信等优势的同时,还有着高度低、数量多的独特优势,因此,其一旦用于军事领域,将能实施情报搜集、导弹拦截等任务,对于其他国家而言是很大的威胁。

就拿俄乌冲突来说,乌克兰之所以能打到现在,背后离不开美国的大力援助,更准确来说,是星链卫星的助力,这些卫星时刻紧盯俄军一举一动,而后在极短时间内将获取到的情报传输给地面乌军指挥部门,为其制定新一轮打击计划提供数据支持。在此背景下,已经有不少俄罗斯士兵付出伤亡代价。

当然,星链除了在军事领域给别国带来巨大威胁外,其大量部署也将给其他国家的卫星造成安全威胁,所以,对于包括我国在内的国家来说,有必要尽快找到应对美国星链的办法。

(图解:美国旨在位于距离地面340千米、550千米和1150千米的轨道上部署星座网络)

2、比星链更低!抬头就能看见

就目前来说,打破美国星链系统,有两个要素,一个是低,一个是多。低主要指将卫星部署在比星链更低的轨道上,多是指部署的卫星数量超越星链。

美国星链卫星主要用于为全球用户提供高速互联网服务,为了节省成本和时间,美国率先抢占350公里、550公里和1150公里的地球轨道,计划部署高达1.2万颗的卫星,等到2027年时,总数量还会增加到4万多颗。

然而,一来地球轨道部署卫星数量有限,二来卫星与卫星之间有间隔要求,若是距离太近很容易发生碰撞,这就意味着,其他国家要想在三个轨道上部署卫星,将难上加难。

(图解:中国以“GW”为代号申报了两个低轨卫星星座,近1.3万颗卫星)

面对这样的困境,我国想出一招,即在更低的轨道上部署更多卫星。

事实上,“星链”只是马斯克通信卫星计划的代号,并不是其专利,继美国提出星链卫星计划后,我国也开始专注于打造自己的星链网络。中国航天科技集团最先推出“鸿雁”星座计划,预计发射300多颗卫星;而后又提出新的“虹云”星座计划,发射156颗卫星,这两个计划为我国之后的中式星链奠定重要基础。

2020年,国家发改委提出“卫星互联网”战略性工程,同年正式发布“GW”星座计划,预计发射近1.3万颗的卫星。为此,外界将这些卫星称为“中国星链”。

值得一提的是,我国打造的“星链卫星”,轨道比美国星链更低,一抬头就能看见。

之所以要这么做,主要是因为,倘若我们的卫星与美国卫星同一轨道后,很可能会发生重叠,进而造成碰撞或互相干扰的情况,当卫星部署在150-300公里超低轨道上后,我国自然就能构成一个卫星隔绝层,与美国星链卫星保持有效距离。

重要的是,更低轨道卫星将比其他卫星拥有很多优势,例如抗毁性强、部署快速灵活、传输容量大、不受地形环境影响等。

(图解:俄罗斯研发可重复使用运载火箭)

3、构建中国版星链,有一细节很关键

不过,想要构建中国版星链,我们还需要先克服一项关键技术,那就是可重复使用火箭技术,

火箭发射已经不是稀罕事了,但目前大多数使用的火箭,仍然是一次性火箭,其使用过后剩余残骸会掉落在地面或海上,给航空航天发起带去太大经济负担,因此,不少国家开始尝试研制可重复使用火箭,当其完成使命后,依旧能通过维护二次使用,这样一来,发射成本自然能大幅下降。

正如一些航天专家所说,一旦顺利掌握火箭回收以及重复使用技术,那我们的发射成本至少可以节省80%左右。

而可重复使用火箭的突破点在于液氧甲烷发动机。

火箭和汽车一样,在启动时需要添加所谓的燃料,也就是“推进剂”,其主要靠燃烧来为火箭提供动力,只不过,不同的推进剂最终产生的效果也不一样,例如美国航天飞机,其SSME发动机便是使用了液氧液氢推进剂。经过大量实验与分析,科研人员认为,可以用于重复使用火箭的最好选择就是低温推进剂,这支一种包括了液氧液氢、液氧甲烷以及液氧煤油的推进剂组合,尤其是液氧甲烷,现在已经成为各国研究重点。

据光明网称,美国太空探索技术公司正在研发的猛禽发动机,便使用了液氧甲烷推进剂,此外,俄罗斯也加快了研发速度,正在制造一款推力达到200吨级的RD-0162液氧甲烷发动机。

(图解:80吨级液氧甲烷发动机)

那么,中国的可重复使用火箭技术达到何种水平了?

首先是液氧甲烷发动机,我国早在2022年时就已经完成了“天鹊”TQ-12液氧家宴发动机首次飞行试验,虽然推力只有80吨,但这也足以表明中国在该领域获得了巨大突破。不仅如此,随着重复使用火箭的优势越来越明显,我国还开始在可回收火箭和重复使用方向上发力,在今年5月的时候,完成了首次可重复使用实验航天器成功着陆的壮举。进入7月以后,我国双曲线二号验证火箭动力系统试车也宣告圆满成功,验证了重复使用运载火箭一子级的真实飞行状况。

为此,就连马斯克都罕见承认,中国虽然现在还没有研制出技术成熟的可重复使用火箭,但以当下发展速度来说,这一天很快就能到来。可见,当这一关键技术突破后,中国版星链也并不会让我们等太久,届时,便可以让更多人看到中国的星链是如何在轨道上运作的。

(图解:通过GW计划的实施,中国在太空竞争中迈出了坚实一步)

4、不只靠数量取胜,中国星链反超

关于中国为何要建造属于自己的星链卫星,很多人都有思考过,而后得出结论,其认为,与其说走美国的路,去研制中国版星链,还不如说建造属于我们自己的卫星星座来得更贴切,毕竟我们的“GW”和美国星链不同,其不只是靠数量取胜,在价格以及性能上也都做到了反超。

首先,“GW”航天计划的数量虽然只有1.3万颗,距离美国星链4.2万颗有很大差距,但规模绝对不算小,有资格被称为“大型卫星互联网星座”。

其次,“GW”航天计划处于150-300公里左右的轨道,比美国星链更低,这意味着我国在发射卫星时,能够极大程度上减少发射成本以及发射时间。此外,轨道高度低,也将缩短传输时间、减少路径损耗,相应的,导航信号会因此增强。所以说,这些低轨道卫星将可以覆盖全球,为所有用户提供快速和精准的导航定位服务。

总的来说,中国正在构建的大型卫星互联网星座,不单单数量多,还能够比美国星链看的更远、更清晰、跑得更远。

(图解:银河号因为GPS信号中断,无奈漂泊海上33天之久)

需要强调的是,在这一宏伟的卫星计划背后,还蕴含了很多深刻含义。

我国星链卫星星座的搭建,主要得益于航天航空事业的高速发展,譬如先进的卫星计划,这些都为该计划顺利实施提供了稳定可靠的技术支持。况且,我国有着极具潜力的市场,对卫星通信有着高度需求,因此,这也会为星链计划未来的运营提供发展空间。

俄乌冲突让很多人意识到卫星的巨大价值,我国也一样,因而,当我国星链建成后,也将用实际行动告诉所有人:中国已经在航空航天领域获得了巨大进步,再也不会因为被中断GPS信号而在海上漂泊找不到航向了。不过,相比于这些,中国星链计划更重要的意义在于打破美国垄断,从此以后太空中的星链系统不再是美国独有。

(图解:据称日本自3月以来一直在测试“星链”系统,准备将其部署在10个基地)

5、瞄准中国,美国野心不再隐藏

据环球时报报道,专家在分析中国超低轨卫星星座建设工程后表示,其成本低廉,性能先进,不论是响应时间还是快速部署,都将匹敌传统的轨道卫星系统。况且,在发展的这一问题上,中国有着美国所不具备的优势,那就是后发优势,所以,其未来的普及以及应用都很有可能比马斯克做得更好。

无疑,中国此举已经给美国带去巨大压力,其不得不加快星链升级,并加大部署力度。有消息称,美国不光要将星链升级为星盾,为其赋予更加直白的军事用途,还打算部署在距离中国大陆更近的地方,如台湾、日本。

据央广网报道,现在美国太空探索技术公司已经和日本进行接触,并达成一致,准备从明年开始,为日本提供“星链”系统服务。

军事观察员王亚男表示,日本传统通信卫星一直有着可靠性不足缺陷,一旦有一颗卫星受影响,整个系统都会中断通讯,相比之下,星链系统的抗干扰性能要更强,一定程度上可提高日本通信传输的稳定性。我们知道,日本此前已经公布了2024年卫星侦察群建设计划,预计发射50颗小型情报卫星,可想而知,当日本自卫队接入星链服务后,这些情报卫星将能和星链卫星进行良好合作。

据悉,除了日本,“星链”还打算进入台湾岛,为其提供更多通讯服务。

(图解:中国已经建成北斗系统,未来或将于星链卫星一起发挥重要作用)

不难看出,此举与中国有着很大联系。

还好我们已经展开“GW”计划,中国航天科工二院院长宋晓明透露,我们将在今年9月的时候具备发射条件,到时候,首批星链卫星便能进入超低轨道运行。

不容忽视的是,在此之前,我国已经建立起北斗系统,所以,到时候这些超低轨道卫星还可以与北斗卫星一起构成太空“天眼”,有效应对美国星链以及GPS。

(图解:中国天宫空间站,体积比国际空间站略小,但更先进)

6、硕果累累,中国航天让美眼红

这些年来,除了北斗系统以外,我国还取得了很多成就,其中最引人瞩目的就是天宫空间站。众所周知,以美国为主导建造的国际空间站,是目前世界上唯一一个在役空间站,其最早建造于1998年,发展到现在已经到了退役的时候,尽管美国航天局还想继续让其服役,但面对不断老化的零件,其还是无奈地宣布,计划2030年时让国际空间站退役。

中国空间站是国际空间站之后在轨运行的第二座空间站,所以,当国际空间站退役后,我国的“天宫”很可能成为唯一一个在役空间站。这无疑会将中国航空航天发展再度推向新高峰。

总而言之,中国占据了后发优势,一项又一项新技术的突破,让美国人眼红不已,其开始拉帮结派,想要靠外部力量阻挠中国航空航天发展,NASA局长尼尔森更是多次当着媒体面酸言酸语,指责中国“自我设限”,美国高级将领米利也连说3个“麻烦”,这一切说明了什么?说明中国在航空航天上的发展,已经让美国感到压力。

结语:对于中国版星链计划的事实,大家还有什么了解的吗?欢迎在评论区留下您的看法和故事。


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