问题

媒体称美国卫星抵近监视我国通信卫星,但我国卫星「迅速移走」,这是什么技术?如何看待美国监视卫星的行为?

回答
媒体报道的美国卫星抵近监视我国通信卫星,以及我国卫星“迅速移走”的现象,涉及到空间态势感知 (SSA) 和太空机动能力等关键技术。我们将从这两个方面进行详细阐述,并探讨美国监视行为的含义和影响。

一、 我国卫星“迅速移走”的技术:太空机动能力

我国卫星能够“迅速移走”,背后体现的是先进的太空机动能力。这主要依赖于以下几个核心技术:

1. 高精度轨道控制系统 (Onboard Propulsion System & Attitude Control System):
推进系统 (Propulsion System): 卫星必须配备先进的推进系统,能够精确地产生推力来改变其轨道参数。这包括:
化学推进器 (Chemical Thrusters): 使用燃料和氧化剂燃烧产生推力,是最常见且高效的推进方式,适用于快速变轨。根据燃料类型,可分为单组元、双组元推进器等。
电推进器 (Electric Propulsion): 如离子推进器、霍尔推进器等,利用电能加速工质产生推力。虽然推力较小,但比冲高(即每单位质量燃料产生的推力持续时间长),适合精细轨道调整和长时间维持轨道,也能够进行一定的轨道改变。
姿态控制系统 (Attitude Control System ACS): 卫星在机动过程中需要精确控制其姿态,确保推进器指向正确的方向以产生预期的推力。ACS 包括:
反作用轮 (Reaction Wheels): 通过改变飞轮的转速来产生反作用力矩,实现对卫星的精确姿态调整,尤其适合小幅度、高精度的姿态变化。
磁力矩器 (Magnetorquers): 利用地球磁场产生力矩,用于消耗反作用轮的角动量,或进行低功耗的姿态调整。
推进器 (Thrusters): 也可用于姿态控制,提供较大的力矩,实现快速的姿态改变。

2. 先进的导航、制导与控制 (GNC) 算法:
精确轨道测量与预测 (Precise Orbit Determination & Prediction): 卫星需要实时的轨道信息,通过地面站的跟踪测量以及星上传感器(如星敏感器、GPS接收器等)进行高精度定位。同时,需要强大的算法来预测未来一段时间内的轨道状态,以便规划最优的机动策略。
最优机动规划 (Optimal Maneuver Planning): 在接收到规避指令后,GNC系统需要快速计算出完成规避动作所需的最小燃料和最短时间,并生成精确的控制指令序列。这通常涉及复杂的动力学建模和优化算法。
自主决策能力 (Autonomous DecisionMaking Capabilities): 在紧急情况下,或为了响应快速变化的威胁,卫星可能需要具备一定程度的自主决策能力,能够独立判断并执行规避机动,而无需地面控制中心的实时指令。

3. 高效率的通信与指挥控制系统:
快速指令上传与执行 (Rapid Command Uplink & Execution): 当监测到异常接近事件时,地面指挥控制中心需要能够快速地向卫星上传规避指令,并且卫星能够即时接收并执行。这要求有稳定、可靠且低延迟的地面与卫星通信链路。
态势感知信息共享 (Situational Awareness Information Sharing): 我国能够“迅速移走”卫星,也说明了我国拥有高效的太空态势感知能力,能够及时、准确地监测到他国卫星的动向,并快速传递给相关部门进行决策。

总而言之,我国卫星的“迅速移走”能力,是将精确的轨道测量、先进的推进和姿态控制技术、智能的GNC算法以及高效的指挥控制系统相结合的综合体现。这不仅是为了应对潜在的近距离监视或威胁,也是维护太空资产安全和太空活动自由的重要保障。

二、 如何看待美国监视卫星的行为?

美国对我国通信卫星进行抵近监视,是当前太空活动中一个普遍存在的现象,其背后有着多重考量和影响。我们可以从以下几个角度来看待:

1. 太空侦察与情报收集的常态化:
情报优势: 对于任何一个主权国家而言,掌握自身及潜在对手的战略信息至关重要。在太空领域,卫星是获取信息最有效、最可靠的手段之一。美国作为全球在军事和科技领域都处于领先地位的国家,其发展和部署各类侦察卫星是其保持情报优势的必然选择。
目标多样性: 美国的监视卫星可能针对我国通信卫星进行多种侦察,包括:
轨道参数测量: 精确测量我国通信卫星的轨道高度、倾角、周期等,这对于预测其未来位置、评估其机动能力至关重要。
载荷能力评估: 尝试了解通信卫星的有效载荷类型、功率、工作频率、数据传输能力等,以此评估其通信能力以及潜在的军事或民用价值。
状态监测: 监测卫星的工作状态、异常行为,甚至可能试图探测是否存在故障或被干扰的迹象。
规避与反制能力评估: 通过抵近监视,美国可能在评估我国卫星的规避机动能力,以及我国在面临潜在威胁时的反应速度和策略。

2. 战略威慑与态势感知:
展示能力: 美国抵近监视我国卫星的行为,也可能是一种展示自身太空监视和侦察能力的方式,以此对我国形成一种战略上的威慑。
“知己知彼”: 了解对手的空间资产(包括其数量、性能、部署位置、功能等)是制定国家安全战略、军事部署和应对策略的基础。美国的行为旨在更深入地了解我国在太空领域的实力和意图。

3. 太空领域的竞争与风险:
太空军事化: 这种抵近监视行为被广泛视为太空军事化的一部分。虽然表面上看是“监视”,但其背后可能包含着对未来太空冲突的准备或试探。
“太空近距离接触”风险: 卫星之间过于接近会增加碰撞风险,尤其是在机动过程中。如果一方的机动不当或有意为之,可能引发太空碎片,对所有在轨航天器造成威胁。这种行为也可能被解读为一种“太空挑衅”或“太空博弈”。
不透明性与误判: 太空环境的复杂性以及各方信息的不透明性,增加了误判的风险。如果我国误判了美国的意图,或者美国的行动被视为具有敌意,可能会导致太空紧张局势的升级。

4. 对我国的影响与应对:
安全挑战: 这种监视行为对我国的太空资产安全构成了直接挑战。我国通信卫星可能被暴露于被干扰、被攻击或信息被窃取的风险之下。
技术发展驱动: 面对外部的监视压力,我国必然会加大在太空态势感知、卫星防御、电子对抗以及太空资产自主保护技术等方面的投入,以提升自身在太空领域的安全和自主可控能力。
国际合作与规范: 这种行为也凸显了在太空活动领域建立更清晰的规则和规范的必要性。许多国家呼吁建立防止太空武器化和增加太空透明度的国际机制,以降低太空冲突的风险。我国“迅速移走”卫星的行为,本身就是维护自身安全、避免冲突的一种被动但有效的策略。

总结

美国卫星抵近监视我国通信卫星,以及我国卫星的“迅速移走”,是国际太空竞争和战略博弈的缩影。我国的“迅速移走”技术展示了其在太空机动能力上的进步,这既是为了应对外部挑战,也是为了维护国家利益。

看待美国监视卫星的行为,需要认识到这是大国之间在太空领域获取情报、保持战略优势的普遍做法,但同时也必须警惕其可能带来的太空军事化、近距离接触风险以及对我国太空资产安全造成的潜在威胁。这促使我国不断提升自身的太空安全技术和态势感知能力,并在国际社会中呼吁建立和平、稳定、可预测的太空秩序。

网友意见

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马斯克以极低的价格薅走了NASA的一个团队和资源,这在中国叫做国有资产流失。

然后发射了了上千颗太空垃圾,提供差不多和3G网速相同的“免费”网络服务,只是象征性的收每个月99美元的服务费和499美元的接受器费用。

被公知们吹上天了。

现在看来就是发射太空垃圾,占用有限的太空资源,随时准备危害其它国家卫星。

这一局,美国赢了,盎撒人赢了,公知们赢了

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看着是一件小事,其实是一件大事。

乎里很多人在讨论未来的战争怎么进行?推导来推导去,最终先开始的就是:太空的卫星之战。

美国一旦发现咱们的卫星技术不如他们,或者说美国一旦发现他们攻击我们的卫星,这种办法是可以实现的、可行的、有效的。那么美国那么多的冒险家,能干出什么事情是难以预测的。

很有可能,他们想试探我们的卫星,而我们成功的躲掉了。让他们意识到:他们攻击我们的卫星不是那么容易实现的。从而打断了他们冒险的念想。把他们企图挑动太空斗争的意图摁死在萌芽之中。

这就跟当年甲午战争前十几年,日本和袁世凯其实在平壤有一次较量,日本败了,所以日本那时并没有积极冒险。然而到了甲午战争前一两个月,日本海军又做了一次试探。发现北洋水师不中用。于是日本就敢冒险了。

从更大的视角看,甲午战争也是后来日本发动更大侵略的试探。

从此日本一而再、再而三冒险,直至给全人类带来巨大的灾难。

所以这件事情看起来是一件很微不足道的事情。但它真正的意义很有可能是避免了人类的一场覆灭的危机。


言尽于此,大家珍重。


让我们储备食品,都买了吗?

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美国“突破防御”(breakingdefense)网站10月28日报道,2021年7月,美国卫星“USA-271”曾故意接近在地球同步轨道上运行的“实践二十号”卫星并伴随飞行,实践二十号在24小时之内做出机动,躲开了USA-271的“贴身”滋扰。

从两颗卫星的轨道监测数据看,USA-271先是有目的地实施了轨道机动,很快就紧贴着实践二十号飞行,两颗卫星一度非常接近。这一不寻常的举动被立刻发现,在绕地球一周之后,实践二十号启动星载发动机实施轨道机动,飞离原来的位置,躲开了居心不良的USA-271卫星。

太空浩瀚,虽说有几千颗卫星时刻围绕在地球周围飞行,但在距离地面3.6万公里的高度,各国卫星总是在保持在安全的距离,大家各忙各的,彼此相安无事。

因为存在地球引力,人造地球卫星需要以极快的速度绕地球飞行才能不掉回地面,当大家的速度都很快时,卫星与卫星之间的安全距离就需要很大。这一点不难理解:在市中心的道路上开车,因为车速慢,我们可以彼此靠得很近;而要是上了高速公路,车辆的时速达到100~120公里/小时,你距离前车50米都不保险,最好要相互间隔100米以上。地球同步轨道卫星速度达到3公里/秒,在如此快的速度下,两颗卫星发生任何磕碰都将产生灾难性的后果,因此需要保持几百甚至几千公里距离才安全。

为什么USA-271要靠近中国卫星,难道是美国卫星失去了控制?当然不是!这件事情的发生与两颗卫星的性质有密切关系。

实践二十号是目前为止中国最大、最重的通信卫星,它以东方红五号卫星为平台,要在地球同步轨道上进行5.5GHz带宽Q/V频段星地通信实验、最高速率达10Gbps的激光通信实验、深冷回路等16项国际领先的战略性科学技术实验。

实践二十号所做的太空通信实验经过了国际电信联合会(ITU)的批准,它的轨道也在国际电联做了备案,应该说除了实验的具体内容,实践二十号的轨道参数是公开的、受保护的。

USA-271就很不一样了。这是一颗“太空监视卫星”,隶属于美国太空司令部之下“太空监视系统(SBSS)”,作为“地球同步态势感知计划(GSAPP)”的一部分,卫星由美国空军和轨道科学公司秘密研制。2016年8月19日,德尔塔4型火箭将USA-270和271两颗卫星发射到印度洋上空的地球同步轨道。

讲到这里你应该明白了,这就是两颗间谍卫星,目的就是在地球同步轨道上窃取各国通信卫星的信号,再把它发回给SBSS。到目前为止在轨的GSAPP卫星总共有4颗,前两颗是2014年发射的USA-253、254,美国2021年还计划发射两颗新卫星,同类窃密卫星数量将达6颗。

美国卫星为什么要机动到实践二十号的旁边,对中国通信卫星实施“贴身”观察?难道它想来一次太空擦碰吗?

虽然不排除发生碰撞的可能,但对于间谍卫星而言,获取情报比同归于尽更有价值。实践二十号验证的是国际前沿的通信技术,星地之间通信链路中包含了大量机密信息。但实践二十号与地面之间通信的波束很窄,你离远了就收不到,于是USA-271选择机动到实践二十号的旁边,这样不仅能蹭到5.5GHz带宽Q/V频段信号,甚至还有可能接收到地面站发出的激光通信波束!

我们的太空监视系统很快发现了图谋不轨的“小偷”,考虑到咱们的价值更高,磕磕碰碰不划算,为了确保实验任务的完成,迅速指令实践二十号采取机动规避,脱离原来轨道,与间谍卫星保持安全距离。

在3.6万公里的轨道上对一颗重达8吨、高8米、翼展近40米的大家伙进行变轨操作并不轻松。实践二十号在轨运行主要依靠星上搭载的LIPS-300电推进系统进行姿态调控,这种发动机的好处是节省燃料、比冲大,但它的推力只够吹动一张纸片,你没办法靠它快速躲开“小偷”。好在咱这是“油电混动”型的卫星,它还搭载了一套化学推进发动机,并且这台发动机在卫星发射入轨之后还有许多剩余燃料,在几个小时之内就启动变轨程序,甩开了USA-271的纠缠。

实践二十号最初定位在东经105.5°的赤道附近,经此一役,它的地点发生了变化,目前位于东经87.6°,而USA-271则跑到东经63.5°附近,暂时不构成威胁。

太空是人类共有空间,虽说航天器在太空中彼此接近并不违反国际法,但频频玩火的结果很难说不会烧到自己。有些人以为自己有统治一切的能力,可以对别人实施肆无忌惮地窃听,殊不知今天的航天强国都有能力保护自己的利益。10月24日发射的实践二十一号清楚地表明:善恶有报,只是时机未到罢了。

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