中美空間戰已悄然來臨,三個月前在地球同步軌道上的較量_風聞
asiavikin-军事与科技杂谈,同名公众号2021-11-03 09:47
2014年7月28日,一枚由洛馬/波音合資的聯合發射聯盟(ULA)製造的63米高的德爾塔IV火箭(中等配置,帶兩個固體燃料火箭助推器),於美國東部時間晚上7點28分從佛羅里達州卡納維拉爾角的帕特里克空軍基地發射升空。
這次發射原本定於7月23日進行。但在地面支持設備出現技術問題,以及由於惡劣天氣條件三次延遲之後,終於在五天後從37號發射中心升空。

這枚火箭的整流罩內,最重要的載荷是兩顆由軌道ATK(Orbital ATK)公司為美國空軍制造的名為GSSAP的準同步衞星,名稱為GSSAP1號和2號,空軍編號為253和254。
GSSAP是地球同步空間態勢感知計劃(Geosynchronous Space Situational Awareness Program)的英文縮寫。GSSAP是美國未來空間基空間監視(SBSS)系統的一部分,該系統將由一套複雜的星座系統組成,使美國能夠跟蹤在地球不同軌道上的空間物體。而GSSAP是專門盯防36000公里高的地球同步軌道的。2016年8月19日又用德爾塔火箭發射了兩枚GSSAP衞星,GSSAP3號和4號,空軍編號270和271。計劃於2021年再部署5號、6號星。

由於GSSAP項目是秘密進行的,直到2014年初該項目被解密,但具體的規格和細節仍然是保密的。一般認為,GSSAP衞星攜帶攝像機,能夠通過跟蹤衞星的活動來描述同步軌道衞星的特徵,密切關注那些經常被操縱的衞星。也可能攜帶信號接收機,以跟蹤同步衞星的無線信號,作為分析目標衞星身份和活動的依據。
德爾塔IV火箭的GEO運載能力為1550-1650公斤,考慮到有效載荷適配器和二次有效載荷的質量,兩顆GSSAP衞星重量在1300至1400公斤之間,單顆衞星重量在650-700公斤之間。鑑於衞星的質量,GSSAP最有可能使用軌道ATK的GEOStar1平台,該平台可承載150公斤的有效載荷,功率需求200瓦,使用高扭矩反作用輪支持每秒1度的旋轉速度。總體而言,GEOStar1的指向誤差優於0.4毫輻射,定位精度為50米。該星支持100Mbps的下行數據速率,使用高速X波段終端和可選的Ka波段下行系統。衞星使用美國空軍衞星控制網絡(AFSCN)地面站,下行數據中繼到施裏弗空軍基地。衞星由第50航天聯隊的第1空間作戰中隊操作。

對此,2014年時任美國空軍航天司令部司令的威廉·謝爾頓上將曾得意地表示:“這對‘街坊哨兵’(指新型間諜衞星)將幫助保護我們在地球高空軌道的寶貴資產,此外它們還將警惕着其他國家可能試圖放入關鍵軌道的邪惡能力。”這兩顆衞星都可以很容易地改變其在同步軌道的位置,這樣地面的美軍操作人員就可以“在需要時處於最有利的位置來採集目標的圖像以提高空間態勢感知。”“一張圖片勝過一千個推論,因為我們可以看到(外國)衞星的真實樣子,你可以有效地開展逆向工程,瞭解其能力是什麼……”比你今天所能做的要多得多,”謝爾頓如是説。

如果你以為美國空軍擺弄的這玩意只是個人畜無害的東西那就大錯特錯了。美國《國防新聞》網站援引蒂爾集團分析師馬可·卡塞雷斯的話説,GSSAP衞星“當然可以被認為是進攻性的”。“顯然,美國空軍認為它是防禦性的,或者只是從維護和維修的角度。但如果你有能力接近其它國家的衞星來觀察、維修或加油,那麼當然你可能會把它們弄掉。”而據《國防新聞》報道,謝爾頓説過:“我們確實有一項固有的權利,可以安全地操縱並監控潛在的威脅衞星。”
根據時任總統特朗普簽署的命令,美國太空軍於2019年12月正式成立,由美國空軍部節制。 次年2月12日,太空軍經過一系列測試後,結束了GSSAP的試用期,正式服役。
GSSAP的賊眼很快就盯上了一個目標——中國於2019年12月27日發射的實踐20號同步衞星。該星是採用東方紅五號衞星公用平台研製的新技術試驗驗證衞星,是目前中國地球同步軌道發射重量最重、技術含量最高的衞星;其起飛重量可達8000-9000kg,載荷可達1500-1800kg;整星功率28kW以上,可提供給載荷18kW功率;載荷艙的散熱能力達9kW;設計壽命長達16年。

實踐20號,網圖侵刪
這些指標意味着,相比中國現役的東三、東四平台,東五平台能力將得到跨越式提升,達到國際領先水平。鑑於東五是中國自主開發的新一代大型地球同步軌道衞星平台,實踐20號將對該平台的多項關鍵技術進行全面在軌驗證,包括激光通信、Q/V頻段通信等十餘項國際領先的“前沿性、戰略性”技術試驗載荷,其中多項為國際或國內首次。美國人當然很想了解中國最先進的通信衞星平台以及正在試驗的技術——只要不受美國控制,那就是他們嘴裏的邪惡能力(nefarious capability)。
於是,據美方報道,在2021年7月份,美國空軍編號271的GSSAP系統4號星在地面操縱下開始接近實踐20。當271號的經度調整到與實踐20號一致之後,讓美國人意外的事情發生了:在271號就位了略超過24小時之後,實踐20號居然開始緩緩地移動,擺脱了271號的監視。

美方發佈的視頻,綠色線是實踐20,藍色線是美軍271號GSSAP星
美國人承認這次事件表明中方對於同步軌道通信衞星有着相當高水平的監控能力。271號與實踐20號並不是近在咫尺,而實踐20號對於美軍衞星危險的接近行為到底是如何感知的目前仍是一個令人感興趣的問題。
更有意思的是,美軍的GSSAP計劃實施了也只有7年多,271號由於是後續發射,應該是變軌跟蹤能力最強的,居然被體積和重量大得多的實踐20號擺脱,説明中方通信衞星在設計之初可能就已經考慮到了如何對付GSSAP了。這次較量的結果,對於美國而言可不是想要得到的。