美國家安全委員會戰略通訊協調員約翰·柯比在2月15日的新聞釋出會上表示。 “我們不是在談論一種可以用來攻擊人類或在地球上造成物理破壞的武器。也就是說,我們一直在密切監視俄羅斯的這一活動,我們將繼續非常認真地對待它。”
白宮現已正式證實,最近披露的“嚴重國家安全威脅”的確與俄羅斯正在發展的新型反衛星能力有關。這究竟是怎樣一顆反衛星的衛星,到底有哪些技術能力令美國如此關注?
俄羅斯發射神秘核動力衛星:到底是幹啥用的?
莫斯科時間2月9日,全球最高緯度的俄羅斯普列謝茨克發射場成功發射了一枚聯盟號 2-1v火箭,將俄羅斯軍方的一顆衛星成功送入了軌道,隨後將控制權移交給了俄羅斯空軍和太空部隊(VKS),俄國防部表示,這顆衛星與地面控制保持穩定的通訊,同時Roskosmos(俄羅斯航天局)將這顆新衛星命名為 Kosmos-2575,俄羅斯發射數小時後,美太空軍部隊公佈了2月9日發射的兩個物體的軌道引數:
2024-026-A的兩行式軌道根數的資料為:
2024-026-B的兩行式軌道根數的資料為:
值得一提的是這顆衛星與2023年12月27日同一時刻發射的衛星軌道資料幾乎一致,當然這些都不是關鍵,讓白宮極度關注的是全球媒體都在傳聞這顆衛星是核動力反衛星的衛星,目前在軌衛星中美國佔比是最大的,即使不算SpaceX的地軌道網際網路通訊衛星,美國也佔了在軌衛星的2/3以上,俄羅斯專門發射了這種反衛星的衛星,就像是老鼠被踩到了尾巴一樣吱吱亂叫了。
俄羅斯有理由反衛星:綜合各種技術,還是衛星反衛星划算
俄羅斯曾經有不少反衛星的衛星,從蘇聯時代到俄羅斯時代一直都有,但像這次受到全球關注還是第一次,原因是俄羅斯極有可能已經開始部署反衛星星座,從去年12月27日發射到2月9日再次發射,時隔44天,俄羅斯看起來是有點著急了,開始緊鑼密鼓的部署!
其實俄羅斯如此著急也是可以理解的,俄烏戰爭期間俄羅斯受盡了歐美衛星的苦頭,第一個就是歐美大量商業衛星的“圍觀”,俄羅斯在烏克蘭境內軍隊調動的一舉一動都被這些衛星盡收眼底,而且還很有可能免費提供給了基輔,這就相當於歐美拿著照相機跟著俄羅斯軍隊調動,隨時將動態發給敵人,俄軍已經沒有了任何秘密,戰場動態對烏軍單向透明瞭,這讓俄羅斯怎麼忍?
另一個是SpaceX的星鏈,給烏克蘭前線提供了穩定可靠的通訊連線,這個另一個影響俄烏戰爭程序的事件,因為這個通訊連線讓烏軍的軍事通訊再無障礙,並且還能直達前線連班級單位,同時這個通訊鏈路還能載入烏軍裝備通訊鏈路,讓烏軍高層掌握整個戰場動態,甚至可以接入北約預警機的資訊,這一點相當可怕,連俄軍都未能到達這個層次。
還有一個致命影響則是烏軍無人機與無人艇控制,長距離控制自殺無人機與無人艇對俄軍目標發動攻擊,俄羅斯境內的多起襲擊基本確定就是烏軍的自殺無人機乾的,克里米亞塞瓦斯托波爾港口的幾次襲擊以及針對俄羅斯驅逐艦與護衛艦的攻擊等等,差點就影響了俄烏戰爭的“結局”。
以上幾個方面也足以說明俄羅斯對這些西方衛星簡直就是恨之入骨,俄羅斯不是沒有反衛星手段,不僅有,而且還相當不錯,比如反衛星導彈,俄羅斯就曾在2021年測試了直升式反衛星導彈,摧毀了一顆廢棄的“Tselina-D”系列的“宇宙 1408”電子偵察衛星,產生了1500塊可追蹤的碎片。
但這種方式動靜太大,產生的碎片容易影響近地軌道上執行的航天器,甚至是空間站,近些年來俄羅斯也參與合作的國際空間站和中國的天宮空間站就因為太空垃圾多次變軌,每次測試都會遭到輿論的圍攻,俄羅斯也有點頂不住,再說了這種直升式反衛星的成本實在太高,像星鏈這種衛星俄羅斯摧毀一兩顆完全沒有任何影響,要是摧毀多顆連俄羅斯自己都受不了。
而以衛星來反衛星就比較划算了,因為這就是一種威懾,比如歐美有衛星很囂張的支援烏克蘭時就可以讓這顆衛星靠過去警告一下,並不需要“摧毀”,造成某種訊號或者執行狀態故障即可,此時就算再囂張的衛星運營方也會收斂一些,以此為藍本,可以警告其他支援烏克蘭的衛星運營商,如果再而三的支援烏克蘭,那麼下次就不是訊號故障了,衛星會失控,甚至被不明不白的損毀。
俄羅斯反衛星的衛星:到底有哪些能耐?
美戰略與國際研究中心(CSIS)導彈防禦專案曾在2023年發表過一份關於軌道核爆對衛星影響的報告,假設了中俄在近地軌道上引爆核彈對衛星的影響,確認一顆中等當量的氫彈爆炸將會“清理”近地軌道上的衛星。
核爆超亮閃光將會讓大量對準此區域的的衛星光學鏡頭受到不可逆的影響,X射線也會令衛星內部裝置受到影響,其中影響最大的應該是電磁脈衝,核爆的NEMP將會直接摧毀衛星的PCB以及IC線路,直接讓衛星“腦死亡”,這個早在1962年美國核爆導致英國第一顆衛星失聯的案例。
當然核爆的摧毀效應並不會識別敵我衛星,俄羅斯己方的衛星,甚至是俄羅斯參與運營的國際空間站以及中國的空間站都可能因此受到影響,殺傷面太大,除了冷戰時期的特殊案例外,目前這種可能性極低,CSIS也稱,這種可能性不高,比較有可能的是用核動力來產生射線鐳射武器以及粒子束武器,不過這種武器到目前為止仍然停留在紙面上,俄羅斯不太可能突破這種劃時代的武器。
更合適的反衛星武器是各種軟、硬並且有針對性的殺傷方式,比如典型的就有如下幾種:
- 射頻干擾:使用電子干擾這種“古老”的技術直接干擾對方衛星的上下行通訊,這是最直接最有效的成本最低的殺傷方式,還能起到警告作用,這個方式最可能被選用,因為產生的影響可控,是一種進可攻退可守的反衛星武器;
- 化學噴霧:這種技術比較有趣,使用一種能在真空中逐漸蒸發的油漆,在經過對方衛星附近時來那麼一下,立馬就會讓光學鏡頭抓瞎,但這種並非永久性殺傷,過個十天半個月鏡頭上的尤其蒸發殆盡就恢復了,也是一種警告性質的反衛星武器;
- 微波殺傷:高功率微波,這種屬於破壞與“休克”可以選擇的反衛星武器,高功率微波可以直接讓衛星失效,低功率可以讓衛星宕機重啟,警告與摧毀兼具;
- 動能殺傷:使用某種機械方式發射彈丸,比如火藥氣體或者壓縮彈簧等,直接摧毀對方衛星上的關鍵裝置,比如天線或者太陽能電池,屬於破壞性質的武器;
- 鐳射殺傷:鐳射殺傷也有兩類,一類是對光學偵察衛星的致盲,破壞對方在敏感地區上空的偵察行為;另一種鐳射武器是直接殺傷,就目前而言能在地面直接對軌道上衛星造成直接殺傷的武器種類還不多,但在軌鐳射武器應該還是有的,只需戰術鐳射武器即可,而且太空衰減極低,破壞距離要比地面距離遠得多。
- 機械破壞:這種方式大家應該都知道了吧,比如某好萊塢大劇中的中國空間站直接用剪刀剪了美國空間站的太陽能電池,這也是其中一種方式,而且還是最富喜劇特色的一種;
反衛星方式其實還不止這些,但無論是哪種都需要衛星有很強大的變軌功能,因為大部分在軌反衛星的技術還是需要靠近對方衛星後才能實施,因此如何才能多次變軌就成了最大的問題,就目前的技術而言,變軌主要有兩種方式,一種是星載化學燃料或者壓縮氣體作為動力變軌;另一種是使用離子電推發動機變軌,這種發動機使用電場對電離後分離的離子和電子分別進行加速(相當於發動機噴出的火焰)以達到驅動航天器的目的,由於離子發動機排氣速度比化學火箭要高十倍甚至百倍,因此相同的燃料使用時間也是數量級增加,可以說極其節省燃料。
離子發動機需要介質,一般都是氙或者汞,也有用氬作為介質推進的,要加速這些介質的離子需要用電,一般來源就是太陽能電池,不過這種方式大都只能軌道維持,難以作為變軌的動力,因為太微弱,長期開啟可以維持軌道,但要用作變軌就不夠強了。
變軌一般用化學火箭發動機,每次變軌都是千克級甚至數十千克以上,要是大量變軌將會極其消耗燃料,導致衛星壽命只有幾年(靜止衛星壽命可達15年以上);離子發動機也能變軌,只是功率會大幅增加,如果還採用太陽能電池的話會非常吃力,此時能提供大功率的核動力就有了用武之地,要是核動力不出故障的話平穩執行幾十年完全沒問題,效費比非常高。
因此全球媒體對Kosmos-2575的動力性質為核動力猜測也算是比較靠譜的,至於是不是核動力也可以很容易識別,一般核動力衛星不需要太陽能電池或者只需輔助太陽能電池,面積與衛星可能用途需要的大小完全不相稱,美國家安全委員會戰略通訊協調員約翰·柯比稱核動力應該是已經有判斷了,畢竟美國太空部隊對近地軌道的物體觀測能力還是非常強的。
核動力衛星很強大,但後勁也很大
核動力衛星很好用,至少不需要關心它是否對準太陽,或者在地球陰影面執行時的供電問題等,更不需要擔心功率夠不夠,太陽能電池壽命週期後效率衰減等,但核動力衛星也有一個非常大的弊端,就是核汙染!
這種可能的核汙染有兩幾個可能的影響方式,第一個是發射時可能失敗墜入大氣層,這個風險是比較大的,因為發射失敗本來就是存在可能的,一旦墜入大氣層燒燬將會散落到數萬平方公里的範圍內,如果在人口稠密地區那簡直不敢想象,所幸在俄羅斯最高緯度的發射方向大都朝著北極,如果發射失敗墜落也是在無人區。
第二個是執行過程,按俄羅斯以前核動力衛星的執行方式,會在壽命結束前將核動力反應堆推進到800千米的軌道上,在這裡這個反應堆將可以在軌千年以上,至少一時半會不會影響地球,但問題是在近地軌道上有大量的太空垃圾,這個核動力反應堆已經“死亡”,不會避開太空垃圾,一旦撞毀將會在近地軌道上撒下一個死亡的輻射帶。
第三個是執行失敗墜入地球,蘇聯時期的1978年1月24日,故障的“宇宙-954號”衛星重返大氣層,這是一顆核動力衛星,原本在失效前應該將反應堆發射到800千米的軌道上,但這個保險也故障了,最終連衛星帶反應堆墜入了加拿大西北部4.6萬平方公里的區域內。
加拿大和蘇聯都是1972年《責任公約》的締約國。根據該公約第2條,蘇聯作為發射國對該衛星給加拿大造成的損害負有絕對賠償責任。危險的放射線殘片散佈在加拿大大片領土上以及存在於環境中的這些殘片使其部分領土不適宜使用構成《責任公約》意義內的“對財產的損害”。因此加拿大向蘇聯提出索賠600萬美元,最終蘇聯賠償300萬美元了結此事,並且蘇聯拒絕後續賠償。
墜入地區示意圖
核動力衛星很強大,但後勁也很大,對於俄羅斯習慣了伏特加來說也不算啥事,而對於美國卻不一樣了,這種核動力衛星天天盯著自家的衛星實在不是個事,儘管美國有一系列的軌道衛星觀測(監視)計劃,但當流氓被另一個流氓盯著時也會如芒在背,現在的美俄雙方剛好就是這麼個狀態!