全球冲突可能威胁地球静止卫星

中国、俄罗斯和美国都有能力摧毁彼此在天空中的“眼睛”

在冷战期间,美国和苏联曾达成一项君子协定,避免将对方的地球静止卫星作为目标。这些卫星对于天气预报、卫星电视、全球通信,当然还有军事情报和监视至关重要。几十年后,对太空军事意图的不信任,给围绕地球赤道22000英里以上轨道运行的众多地球静止卫星的安全蒙上了新的不确定性阴影。

一颗地球同步轨道卫星通过以与地球自转相同的速度运行,保持在地球同一区域的“固定”位置。从其高耸的位置,它可以持续观察一个区域或与地面接收器通信。它们对于政府和商业目的都具有极其重要的价值——根据太空基金会的说法,仅依赖于地球同步轨道 (GEO) 卫星的卫星电视行业,其年产值就约为 950 亿美元。美国军方严重依赖其 GEO 卫星,用于从弹道导弹发射的早期预警到与全球各地偏远部队的受保护通信。“美国军方现在正在努力应对的是其他国家可能触及这些卫星的可能性,”科罗拉多州布鲁姆菲尔德安全世界基金会的技术顾问布莱恩·威登说。“因此,它正在考虑如何保护自己。”

今年,美国空军公开了其先前保密的地球同步空间态势感知计划 (GSSAP)。该计划设想一对可机动卫星,能够在地球同步轨道区域的上方和下方运行,以监测整个 GEO 带的航天器和太空碎片。第一对 GSSAP 卫星在 2014 年 9 月被安排了优先发射窗口,此前美国官员推迟了美国宇航局的“猎户座”航天器的试飞,这是该航天局的下一代载人航天器。


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威登解释说,空军卫星将补充现有的地面和低地球轨道望远镜,这些望远镜目前通过提供更近距离的 GEO 带内物体视图来跟踪地球静止轨道中的所有物体。这将更容易发现潜在的反卫星威胁——美国希望其他国家知道的一种“邻里守望”威慑形式。

对 GEO 卫星的技术威胁并非新鲜事。例如,在 20 世纪 80 年代,苏联开发了其 Naryad 反卫星 (ASAT) 系统的一部分,用于将“杀伤载具”送入轨道,以攻击 GEO 卫星。该军事项目仅进行了几次已知的发射测试,但它最终演变为俄罗斯的商业发射系统,称为 Briz-M,它代表了用于将有效载荷发射到 GEO 等高轨道的火箭的上级。根据美国军方官员的说法,中国最近在 2013 年 5 月 13 日通过发射一枚“几乎进入地球同步轨道的弹道轨迹”的火箭,将 ASAT 能力推向了新的高度。

中国官员表示,该火箭搭载了用于高空实验的科学载荷。相比之下,美国分析师发现了强有力的证据,表明这次发射代表了世界上首次直接上升反卫星导弹系统的测试,该系统旨在拦截 GEO 卫星,而无需先进入轨道,正如威登在《太空评论》中详述的那样。这一进展,再加上美国和中国军队之间缺乏“君子协定”,让美国分析师担心未来政治危机是否会促使中国考虑对美国军事卫星发动毁灭性打击。“当亚洲国家之间、中国和美国之间,以及俄罗斯和其他国家之间的信任度像目前一样处于较低水平时,两用空间技术可能会造成安全困境,”美国海军战争学院国家安全事务教授琼·约翰逊-弗里斯在罗德岛写道。(“两用”是指既适合民用又适合军事用途的技术。)

地球同步轨道中糟糕的一天可能会很快变成每个人的糟糕的一天。直接上升反卫星武器摧毁一颗 GEO 卫星可能会产生大量太空垃圾,这些垃圾对于 GEO “狭窄跑道”中的卫星来说,比在低地球轨道中危险得多,威登说。在GEO 中两个物体碰撞的模拟中,产生的太空碎片在几天内扩散到 GEO 带的一半左右。尽管如此,随着未来中国越来越依赖 GEO 卫星,它可能会重新考虑这种打击。目前忧思科学家联盟跟踪的 447 颗运行中的 GEO 卫星中,有 177 颗来自美国,35 颗来自中国,22 颗来自俄罗斯。

当然,中国可能也会以同样的怀疑态度看待美国的太空活动。五角大楼的国防高级研究计划局目前正在其“凤凰”项目下开发小型卫星,这些卫星能够靠近地球同步轨道中的卫星,并收集和重复使用其部件。这种能力还可以起到分解其他国家的 GEO 卫星的双重作用,而不会产生太多太空碎片。“如果你靠近一颗中国卫星并拆掉太阳能电池板,它实际上就是一种反卫星武器,”科罗拉多斯普林斯太空基金会的研究和分析主管迈卡·沃尔特-兰格说。

没有简单的解决方案来减少对 GEO 卫星的潜在威胁。但威登建议,美国可以首先公开谈论中国涉嫌的 ASAT 测试。这可能会引发关于如何处理 GEO 卫星日益增长的威胁的国际对话——只要美国也准备好坦率地讨论其自身的 ASAT 能力。

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