大型低轨星座谁来管？

文/松堂

大型低轨星座的飞速发展，虽然给人们的生活带来了很大的方便，但从另一方面讲，它如果用来服务于军事目的，将会很难控制。那么，它们一旦被用于军事目的，又该如何约束？

▲ 美国国防高级研究计划局正在推动黑杰克卫星通信体系建设，试图大幅度降低带宽成本

谁干得成，谁干不成？

要想发射大型星座来服务于军事目的，必须具备庞大的小卫星产能，以及强大的发射能力。到目前为止，只有美国同时具有这两个条件。美国拥有太空探索技术公司的猎鹰9火箭，因为采用了可重复使用的技术，入轨单价已经便宜到了5000 美元量级。另外，美国具有大量廉价制造卫星的能力。星链卫星、鸽群卫星的价格都控制在数十万美元量级，这对于军事航天活动来说，简直就是毛毛雨。有了这些条件，美国才能考虑大量部署星座，并且改造各种用途，其他国家还做不到。

我们来举个例子。2021 年6 月30 日，美国导弹防御局（MDA）发射了两颗纳卫星。它们属于立方星网络通信实验的一部分，虽然本身并不具备导弹探测功能，但是可以演示验证在轨纳卫星之间的网络无线电通信。而通信传输，也是导弹预警系统的重要功能之一。按照MDA 空间传感器任务主管的说法，“这些卫星将测试降低系统风险的关键技术，例如高超音速和弹道跟踪空间传感器，6 月30 日发射的任务，将展示先进通信技术的可行性，使用更小的尺寸、重量和功率来支持导弹防御通信架构。”

▲ 美国空军地勤人员在场站测试星链终端，这是一个军用版本的终端

“导弹防御架构需要在拦截器、传感器以及指挥控制系统之间实现通信，在来袭的敌方导弹到达目标之前快速识别、跟踪和摧毁它们。立方星能够以经济实惠的方式快速演示这类能力。”

MDA 创新、科学和技术理事会负责人菲斯说：“立方星可以用很低的成本进入太空，在相关环境中进行测试并收集准确的数据。”

▲ 美国空军希尔基地的地勤正在用星链传输后勤数据

这种所谓的低成本，能低到什么程度呢？据说这两颗卫星，每颗成本约为 130 万美元，对于美国导弹防御局来说，简直就是从没有过的便宜。

而发射这两颗卫星的，正是英国富翁布兰森的运载器一号空射火箭。

美国陆军为了有效利用航天能力，创建了一个新的单位，名字极其复杂，叫做“情报、信息、网络、电子战和太空营”，美国人自己也受不了这么长的名字，于是把它简称为I2CEWS（发音大概是“艾图库斯”）。“艾图库斯”营是美国陆军旅级多域特遣部队的一个组成部分，已经参加了多次兵棋推演。

“艾图库斯”营的一个重要任务，就是使用低轨道卫星系统。美国陆军希望能够拥有一个“强大、可持续”的天基传感器体系，其实就是航天发展局的黑杰克系统。这主要是因为，在美国军队当中，陆基反导是陆军负责的，导弹防御卫星系统的服务对象正好就是陆军。

早在2017～2018 年，美国陆军就演示了一颗叫做“科斯特尔之眼”的成像微卫星，据说这颗卫星的任务是“直接执行任务并响应战术需求”。所谓战术需求，就是一线部队在交战中，请求情报支援，希望能得到实时响应。传统卫星侦察那种几天甚至几个星期的响应速度，是根本不管用的。据说“科斯特尔之眼”的效果还算不错。因此，美国陆军在2019 年又启动了3个新的卫星计划，称为“枪烟”、“孤星”和“北极星”。这几个项目都高度保密，人们仅仅知道“枪烟”的合同为期两年、价值 830 万美元，要开发、测试、集成和演示两颗卫星。

当然，美军规模最大的小卫星星座，就是美国国防部正在建设的黑杰克星座，据说卫星单价将控制在数百万美元量级。如果实现，这将是军事航天发展史上的一个重大突破。

▲ 乌克兰民众围着刚刚架设好的星链地面站，利用WIFI 上网

怎么对付大星座？

巨型星座如果成为美国军队一家的工具，显然会对其他国家的空间安全和国家安全造成严重的威胁。要想应对这样的威胁，仅仅对美国提出口头要求，恐怕是不够的。只有表现出足够的竞争能力、对抗能力，才能让美国拿出平等的态度，来讨论巨型星座的管理问题。

竞争能力

竞争能力，就需要别的国家或者实体也能建造和部署上万颗规模的巨型星座。有不少国家的创业者都在讨论这方面的可能性。但是，建造巨型星座有个很重要的问题必须回答，谁来支付建造和维持的费用呢？其实这个问题对星链系统同样是存在的，作为一个建造中的星座，马斯克正在烧投资人的钱，来批量发射卫星。到2022 年6 月，星链系统号称已经在全球获得了40 万用户，其中基础服务用户每月费用110 美元，高端用户每月费用500 美元。这个收费标准并不低，只有在发达国家或者其他国家的高收入阶层那里，才能打开市场。不过，在美国的政治经济影响力之下，“星链”可以在全球市场上获取用户，不但是家庭用户，还有游艇、民航飞机、房车之类的移动式平台可以作为用户基础。但是，这个世界上的有钱人毕竟是少数。如今星链系统已经抢占了市场，其他星座，甚至包括第二代一网星座，就未必能分到多少蛋糕。

▲ 乌克兰无人机飞手可以使用“星链”来传输无人机拍摄到的图像，提供给乌克兰军队

▲ 乌克兰用户克里佐克兄弟特意在推特上发表帖子，对马斯克表示感谢

所以，要想部署另一个巨型星座和“星链”竞争，除非技术上有极大的突破和颠覆，否则可能性很小。

对抗能力

另外一个思路就是对“星链”进行打击。无论是软杀伤还是硬杀伤，只要能破坏“星链”的正常功能，就可以成为有效的对抗手段。“星链”本身是民用系统，理论上是可以干扰的。但是根据太空探索技术公司自己发布的消息，俄罗斯在俄乌冲突早期，曾经试图干扰“星链”，并没有成功。这主要是因为星链系统的通信原理和传统卫星有一定的区别，不但卫星比较多，而且采用了多点波束技术，一个波束被干扰，不但无法干扰整个星座的工作，甚至无法干扰单颗卫星工作。临近卫星把自己的波束调度过来，就可以克服干扰影响。所以，俄罗斯后期再也没有尝试过干扰“星链”。

▲ 乌克兰用户在屋顶架设星链天线，可见过程非常简单

“星链”的抗干扰能力这么强，很大程度上是被国际标准逼出来的。根据国际电联的有关要求，低轨道卫星如果和静止轨道卫星发生干扰，必须优先保护静止轨道卫星，毕竟有个先来后到嘛。具体的抗干扰方法，就是切换波束。如果低轨卫星的某一个波束和静止轨道卫星的波束重合，低轨道卫星就要立刻关闭这个波束，把另一颗卫星上的波束切换过来，为覆盖区的用户服务。如此就可以避免干扰静止卫星。这样的技术当然也能用来抗干扰。当然，这需要用户终端具备所谓的电扫描相控阵天线，否则不可能实现瞬间切换。所以，要是想用干扰手段来对抗星链系统，必须开发全新技术。

▲ 由于星座规模大，因此星链天线可以在狭窄的楼宇之间安装，也能保证通信

另一种方式就是最原始的硬杀伤，用导弹把星链系统打掉。这样的技术，无论美国自己还是其他一些国家，都是具备的。但是，硬杀伤就意味着和美国直接开战，不是可以随便动手的。另外，星链系统的卫星如此之多，如果再加上一网星座，难道要制造10 万枚导弹来攻击它们吗？这仗还没开始打，国家财政就破产了。所以，对抗“星链”这样的巨型星座，显然需要全新的思路。有人提出，可以用清理太空垃圾的方式来清理星链卫星。用一个巨大的绳网把卫星兜住，扔进大气层里烧掉。甚至可以用绳网沿着星链的轨道飞行，像捕鱼一样把整个轨道面的卫星全都抓走。当然，目前这还仅仅是设想而已。

开发对抗手段并不是为了真的摧毁“星链”。这样一个高性能的空间基础设施，如果用于人类和平与发展的目的，还是很有价值的。只要能逼着美国方面坐下来，认真讨论全球化的、公正的空间交通管制问题，认真讨论巨型星座的和平利用问题，避免把它用在军事上，至少不要逼人太甚，这样的对抗手段就是有价值的。