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星链:军事用途尽显,它能被干扰吗?中国版星链何时能上线?

星链对于军事通信的应用已经毋庸置疑,通过卫星、电子侦察等手段,获取到军舰、前沿指控所、临时转运中心等重要目标后参数后,通过星链这个末端数据链发送给火力单位完成打击,这个逻辑完全是成立的。那么问题来了:对于星链这样的技术,有办法破坏它吗?

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星链:近地轨道互联网接入技术

星链是一个极其庞大的近地轨道通信星座,总共有4.2万颗卫星,数据来自如下描述:

星链卫星在2019年计划是让最初的12,000颗卫星在三个轨道面上运行,分别是340千米、550千米和1110千米,不过目前卫星都集中在550千米和340千米两个轨道上,截止2022年4月14日,SpaceX 成功将2335颗卫星送入轨道,其中在轨卫星2103颗,正常工作的有2068颗。

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星链的卫星实现互联网接入的原理是这样的,运行在轨道上的卫星与地面站之间直接通信,这些数据将通过星链卫星之间的互联路由到最近的地面站,再通过地面站数据接入地球互联网。

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星链卫星的轨道倾角有42°、48°、53°、70°、97.6°等多种倾角,熟悉卫星轨道的朋友一定知道,这样的卫星轨道几乎就已经覆盖全球,事实上星链的目标就是建成近地轨道互联网星座

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星链卫星是一种200~300千克之间的小卫星,V0.9版本的卫星227千克,1.0的为260千克,1.5版本295千克,装备有太阳能电池,氪离子发动机以及相控阵天线和星间路由设备。

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星链的客户端无法由手机直接接入,需要一台“星链路由器”,它有两个组成部分,一个是主机,另一个是天线,这个天线同样属于相控阵天线,也就是说天线按一定范围要求设置完成仰角后,相控阵的天线会改变波束自动追踪卫星位置。

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从理论上来看可以做到无缝连接,但目前由于星链卫星的数量仍嫌不足,只能在星链卫星经过上空时才能保持连接,稳点连接时最高速度可达150到500Mbps,另外由于其轨道比较低,延时比高轨通信卫星要好,因此其潜力相当大。

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除了文本开头可能涉及到的一些引导攻击案例,还可以通过高速数据链实现更高规格的军事通信应用,比如2019年美国空军在AC-130上成功测试了与Starlink的连接。

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2020年美国空军在实弹演习中利用Starlink 支持其先进的战场管理系统。

干扰星链:到底有什么好办法?

战争中摧毁敌方的关键目标是一般操作,比如军用机场、军队集结点、油库、弹药库、通信系统等,其中通信系统主要节点被毁后,像基站、大型数据交换中心,主要外联的海底光缆被摧毁切断后,战区就会成为信息孤岛。

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唯一能用的数据链就只剩下卫星通信和军事应急通信,这对于基本通信也许能满足,但对于大容量的视频以及综合数据要求显然是不足的,而星链的出现则补上了这个短板,甚至可以在一定程度上替代部分军事通信。

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这对于冲突的另一方来说无疑是一种巨大的威胁,星链直接提供了数据链,那么真的没办法干扰吗?

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干扰星链通信有哪些办法?

一般所指的干扰都是无线电信号干扰,其定义为通过发送无线电信号来降低信噪比的方式,达到破坏通信、阻止广播电台信号的行为,其方式有几种:

1、同频干扰

2、互调干扰

3、杂散干扰

4、邻道干扰

5、符号间干扰

6、多路径干扰

早期的干扰比如二战干扰敌方雷达的方式经常是通过投放箔条来干扰雷达的回波,让其看到一片雪花点,这种是被动干扰方式,目前大都是主动干扰,也就是干扰机发射上述几种模式的信号干扰对方雷达,或者通信接收等方式。

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比较典型的干扰方式是用大功率、宽频带的噪声信号来淹没目标信号、比如世界上第一架专用电子干扰机是美国空军的EB-66“毁灭者”,其实用的就是干扰天线和吊舱,它能发射大功率、宽频带的噪声信号来淹没目标雷达的回波信号,对已知型号的地空导弹雷达进行压制。

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这些方式都是对典型的地面电子设备比如雷达进行干扰,不过也有对卫星进行干扰的机型,比如伊尔-22PP“伐木人”电子干扰机的继任者,据称还增加了干扰敌方军事卫星的功能。

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但这些应用基本是针对雷达回波或者通信连接路径中加入的干扰效果会比较好,如果干扰目标距离干扰设备距离过远或者角度太大,那么干扰效果就会大打折扣,比如上述是针对地面目标就是单颗卫星过顶,或者静止轨道的固定目标卫星进行干扰,相对比较容易!

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但星链卫星数量众多,而且使用的定向对空天线,仰角高度还比较高,这个干扰难度太大,或者范围过小,无法大面积干扰,或者需要的干扰设备实在太多。

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另一个问题是干扰机本身就是一个信号源,除了反干扰措施外,还可以用反辐射导弹将其摧毁,因此对于干扰覆盖全境的近地轨道通信卫星实在是太难了。

真的没有办法了吗?不能摧毁卫星吗?

其实办法还是有的,干扰不行,那就摧毁!有两种毁伤方式,一种针对地面目标实施的摧毁行为,比如用反辐射导弹搜寻地面客户端,显然这个是不可能的,因为星链客户端千千万万,成本只有几百美元,反辐射导弹几百万美元,效费比显然是不划算的。

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有没有瞬间摧毁N个客户端的方法?当然有,EMP炸弹即可,也就是电磁脉冲武器,在爆炸影响范围内大面积摧毁没有保护的电子设备,不过要是在屏蔽保护状态下的存放等状态时就无法摧毁。

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那么能摧毁卫星吗?

当然能!不过也有一个问题,目前在近地轨道上就有2000多颗星链卫星,理论上需要2000多枚导弹才能悉数摧毁,未来是4.2万颗,这数量很吓人,而且卫星成本很低,一颗仅需50万美元,而反卫星导弹同样是几百万美元,一边摧毁,一边发射(一次发射50颗,2020年3月SpaceX 报告称每天生产六颗卫星,用星舰发射,一次能射400颗),居然是攻击方先破产。

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激光摧毁?

这真是个不错的办法,成本至少比导弹低多了,激光致光学侦察卫星盲是比较容易的,但在近地轨道上直接摧毁或者导致故障还是有点难度,不过总比发射无数枚导弹要好一些。

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但这里有个问题,打狗基本上大家在表面上过得去也就算了,但是因为狗打了主人性质就会从一般治安类案件上升为民事乃至刑事案件,所以攻击卫星会存在扩大规模与升级战争的风险。

中国版星链:鸿雁星座,什么时候会出现?

与星链卫星同期开建的还有英国政府背景的OneWeb星座,它的轨道高度为1200千米,卫星总数为650颗,而中国也在开建一个近地轨道的互联网星座,早期叫虹云工程,该计划发射156颗卫星,在距离地球1000千米的轨道上组网运行,构建一个星载全球移动互联网络。

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显然OneWeb和虹云工程的规模无法和星链相比,不过中国在更早一些的时候还有规划了一个鸿雁工程,2021年4月19日,澎湃新闻报道,国家相关部门正统筹规划鸿雁、虹云在内的星座计划,两个目标相同,功能类似的计划将会合并。

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总规模有多大呢?没有正面报道,不过在2020年9月份,中国向国际电信联盟(ITU)递交的频谱分配文件显示了高达12992颗卫星的频谱分配,这表示这个近地轨道卫星的规模可达1.3万颗,尽管比星链略小,但显然其数量已经足够多。

何时会应用呢?

2018年12月22日7时51分,中国航天科工集团有限公司虹云工程首星在酒泉卫星发射中心成功发射并进入预定轨道,2019年7月5日,中国航天科工二院发表了经过一个阶段测试,虹云首可卫星通信达到预定目标,刷视频,上购物网站速度很快,视频速率能达到1.5M以上。

虹云和鸿雁合并后的规模达1.3万颗,轨道分布500~1145千米,与星链的340~550千米相比,高度略高,但同样覆盖全球数量只有星链的1/6,不过缺点也是存在,比如速率略低,延时略大,天线面积也要加大等等。

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不过到现在为止,全球只有中国在建的近地轨道互联网能与星链竞争,只是这个工程目前才刚刚开始,目前星链部署已经达到2000多颗,并且有计划每周发射一次,月增速接近200颗,正在高速扩张期,想要赶上SpaceX显然是不现实的。

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不过我们有自己的规划,不会随着人家的节奏起舞,重要的是我们有实力建设这样的网络,这才是最重要的!(完)