美國(guó)“星鏈計(jì)劃”紅與黑

蔡運(yùn)磊

自2019年5月首批60顆“星鏈”衛(wèi)星發(fā)射入軌以來，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的“星鏈計(jì)劃”已進(jìn)入穩(wěn)步實(shí)施階段。今年6月24日，該公司原計(jì)劃將第10批“星鏈”衛(wèi)星送入地球軌道，與前9批衛(wèi)星一道，組成近600顆衛(wèi)星構(gòu)成的“太空互聯(lián)網(wǎng)”，但發(fā)射工作因故兩度推遲。

“新星球大戰(zhàn)計(jì)劃”

2015年1月，SpaceX公司首席執(zhí)行官馬斯克提出“星鏈計(jì)劃”，擬于2019-2024年發(fā)射約1.2萬顆衛(wèi)星至近地軌道，構(gòu)建一個(gè)巨型三層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。這三層分別位于距地面340千米、550千米和1150千米的軌道上，最終使所有衛(wèi)星聯(lián)成一個(gè)巨大的“星座”，提供覆蓋全球的全天候、高速率、低成本衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)?！靶擎溣?jì)劃”的實(shí)施，有助于美國(guó)進(jìn)一步搶占有限的低軌衛(wèi)星空間頻譜資源。

如此龐大而富有野心的計(jì)劃，不由得讓人想起冷戰(zhàn)時(shí)期的“星球大戰(zhàn)計(jì)劃”。1983年3月，羅納德·里根在白宮宣布，將啟動(dòng)一項(xiàng)旨在“消除戰(zhàn)略核導(dǎo)彈威脅”的計(jì)劃，以壓制當(dāng)時(shí)的冷戰(zhàn)對(duì)手蘇聯(lián)，被時(shí)任聯(lián)邦參議員愛德華·肯尼迪稱為“不計(jì)后果的星球大戰(zhàn)計(jì)劃”。

現(xiàn)如今，美國(guó)總是擔(dān)心太空特權(quán)被奪取，或許真的很需要“星鏈計(jì)劃”這樣的“新星球大戰(zhàn)計(jì)劃”來助威。

民企SpaceX雖對(duì)該計(jì)劃的軍事目的三緘其口，但這么高大上的計(jì)劃一出來，難免不被美國(guó)軍方打主意。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)等一系列海外軍事行動(dòng)中，美軍正因靠著多種衛(wèi)星形成的信息不對(duì)稱優(yōu)勢(shì)，才牢牢把握了戰(zhàn)場(chǎng)主動(dòng)權(quán)。聯(lián)合作戰(zhàn)已成為美式戰(zhàn)法的標(biāo)配，現(xiàn)在“星鏈計(jì)劃”這么優(yōu)秀，美軍會(huì)無動(dòng)于衷、熟視無睹嗎？

事實(shí)上，“星鏈計(jì)劃”自一出生，就被植入了美國(guó)軍方基因——部分發(fā)射場(chǎng)建在美國(guó)范登堡空軍基地內(nèi);技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)被列入衛(wèi)星和空軍戰(zhàn)機(jī)的保密互聯(lián)項(xiàng)目;美國(guó)軍方提供巨資，支持將應(yīng)用場(chǎng)景拓展到軍用領(lǐng)域。

中國(guó)軍事專家尹卓挑明了說，如果用星鏈衛(wèi)星對(duì)導(dǎo)彈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，就可以精確打擊目標(biāo)。

2019年11月，美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)技術(shù)研究局宣布，將打造“莊家”系統(tǒng)，利用低軌道衛(wèi)星對(duì)全球范圍進(jìn)行監(jiān)控。此時(shí)，首批60顆“星鏈”衛(wèi)星發(fā)射入軌剛好半年，也就是說，“星鏈計(jì)劃”的低軌衛(wèi)星，有可能成為“莊家”系統(tǒng)的重要搭載平臺(tái)。

美式垃圾將充斥太空？

1.2萬顆，巨型三層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，分布于距地面的340～1150千米的軌道上，光想一下就令人熱血沸騰。按照國(guó)際電信聯(lián)盟的規(guī)定，衛(wèi)星軌道和頻譜資源主要以“先到先得”的方式分配，而“星鏈計(jì)劃”的實(shí)施，有助于美國(guó)進(jìn)一步搶占有限的低軌衛(wèi)星空間頻譜資源。

有關(guān)文件顯示，SpaceX公司還計(jì)劃增加3萬顆衛(wèi)星，使“星鏈”衛(wèi)星總量達(dá)到約4.2萬顆。

這么多衛(wèi)星，總有報(bào)廢的吧？如何回收？回收成本大不大？如果不回收，地球人腦袋上天天漂浮著這么多報(bào)廢的金屬疙瘩，總不是個(gè)事兒吧！另外，由于“星鏈”在軌衛(wèi)星眾多，已對(duì)太空科學(xué)觀測(cè)造成了一定影響。按SpaceX披露的信息，一顆星鏈衛(wèi)星的壽命約5年。實(shí)際上，已經(jīng)發(fā)射的星鏈衛(wèi)星中，已有6顆在入軌后失常了，此外還有3顆衛(wèi)星正“勇敢而積極”地脫軌，大約“大去之期不遠(yuǎn)矣”。

就算美國(guó)人技術(shù)先進(jìn)，可以確保自家的衛(wèi)星長(zhǎng)期在線、能量滿格，但能確保對(duì)手不搞反制的小動(dòng)作嗎？

比如一些國(guó)家近年來大力發(fā)展動(dòng)能反衛(wèi)星武器，但如果以硬殺傷方式擊毀衛(wèi)星，勢(shì)必產(chǎn)生大量碎片。這些幽靈在太空游蕩中，或?qū)⒆采细嘈l(wèi)星，從而引發(fā)不可逆的連鎖反應(yīng)，形成覆蓋整個(gè)地球的碎片云，對(duì)人類其他航天飛行器進(jìn)入太空構(gòu)成威脅，最終造成太空生態(tài)失衡。

塑料已現(xiàn)身于馬里亞納海溝，珠峰、南北極已無數(shù)次被檢測(cè)出甚至被肉眼發(fā)現(xiàn)了人類垃圾?，F(xiàn)如今，太空也不能獨(dú)善其身了。

當(dāng)然，反制手段再次出現(xiàn)。據(jù)共同社6月12日?qǐng)?bào)道，日本衛(wèi)星通信巨頭SKY Perfect JSAT公司稱其將研發(fā)使用激光清除漂浮在太空中的垃圾，防止太空垃圾與運(yùn)行中的衛(wèi)星發(fā)生碰撞事故，力爭(zhēng)2026年開始提供服務(wù)。

目前太空垃圾逐年增加，航天大國(guó)美國(guó)“功”莫大焉。

“取代”還是“互補(bǔ)”？

美國(guó)、中國(guó)等國(guó)近來大力開發(fā)群組衛(wèi)星技術(shù)，試圖建立新的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。中國(guó)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)除了已實(shí)施的虹云工程、鴻雁星座計(jì)劃外，今年5月的“兩會(huì)”上，雷軍也提案建議加快發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，降低民企進(jìn)入的門檻。更早時(shí)候，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入“新基建”范疇，獲得國(guó)家層面的支持。

除了中美，英國(guó)、日本等航天大國(guó)也在加速發(fā)射衛(wèi)星。2020年被稱為“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)元年”實(shí)不為過。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)之所以異軍突起，很大原因在于，它是目前5G通信的“最佳參照物”。理論上，5G的峰值下載速度達(dá)20Gbps。2015年，馬斯克宣布“星鏈計(jì)劃”的目標(biāo)是向全球各地的用戶提供至少1Gbps帶寬的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

據(jù)國(guó)內(nèi)權(quán)威人士測(cè)算，目前星鏈低軌衛(wèi)星平均頻譜效率約為2.5bit/s/Hz，相當(dāng)于3G水平;而目前5G的平均頻譜效率在10bit/s/Hz以上，是星鏈的4倍。若星鏈要替代5G，實(shí)現(xiàn)與5G相當(dāng)?shù)耐ㄐ湃萘浚辽僖峁┫喈?dāng)于5G基站數(shù)量的衛(wèi)星。而按照中國(guó)的規(guī)劃，國(guó)內(nèi)5G基站數(shù)量未來或?qū)⒊^1000萬座，因此，“星鏈計(jì)劃”的4.2萬顆衛(wèi)星聽上去令人震撼，其實(shí)無法匹敵5G的通信能力。

還有個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的問題：星鏈開工后，大約每5年就要重新發(fā)射一批衛(wèi)星去“新陳代謝”，而光纖的壽命至少是20年，是衛(wèi)星的4倍。而且，誰來接收星鏈的“快遞”呢？基站。星鏈基站要接收來自太空的信號(hào)，就需要在城市中配備大功率天線，這樣一來，建設(shè)成本又上去了。

馬斯克設(shè)想，星鏈不搶5G的飯碗，而是為那些5G基站覆蓋不到的偏遠(yuǎn)地區(qū)提供通信服務(wù)，包括野外、海上等人口稀疏區(qū)。這個(gè)定位倒是蠻準(zhǔn)確的。