說起美國太空探索技術公司可能許多人不大了解,但要是提起SpaceX與它的創建者馬斯克,相信大家都會有所耳聞。這家以創新而出名的民營航天企業的確搞出許多大新聞,比如可部分重復使用的"獵鷹"系列運載火箭、將特斯拉跑車發射到太空中等等。最近,該公司又有一個大動作,計劃在2019年至2024年間在太空搭建由約1.2萬顆衛星組成的"星鏈"網絡。而就在近日,美國聯邦通信委員會代表SpaceX又向國際電信聯盟提交了3萬顆低軌道運行的小型微型衛星計劃,這意味著"星鏈"計劃最終將會成為由近42000顆衛星組成的超級巨型星座。
("星鏈"衛星組網渲染圖)
按照計劃,"星鏈"計劃中的衛星有4400多顆分布在550至1300公里高的低地球軌道上,還有7500多顆則分布在340公里左右的極低地球軌道上,衛星總數將近1.2萬顆,而新申請的3萬顆衛星也將分布在這兩個軌道上。根據外媒報道,"星鏈"所使用的Starlink衛星每顆重約225公斤,按照衛星的分類方法,100-500公斤重的衛星被稱為微小衛星,可廣泛用于通信、對地觀測、空間遙感、科學研究等方面。同時該衛星還安裝有離子推進器,可用于改變自己的飛行軌道或維持自己的軌道高度。不難看出,Starlink衛星無論是大小還是用途都較為適合組成星座運行。
(Starlink衛星展開太陽能板渲染圖)
由于"星鏈"計劃中的衛星眾多,且這些衛星能夠對航天器進行遙測、跟蹤的能力,同時衛星自身也有自動變軌的能力。因此有觀點認為,這1萬多顆在軌衛星(后續也可能變為4.2萬顆)對洲際彈道導彈彈頭的直接碰撞式攔截提供了可能。雖然這個說法從表面看上去沒有什么技術問題,但要是仔細推敲一番便會發現,要讓衛星攔截洲際導彈的彈頭,這個功能恐怕真沒有。
(美俄衛星太空相撞示意圖)
截至目前,人類總共向太空中發射了近9000件各類航天器。而根據歐空局的最新數字顯示,當前在地球軌道上正常工作的衛星還有2000顆。如果按照前文的理論,現在在軌的衛星數量已經相當密集,初步具備了攔截洲際導彈的能力(單就數量而言),那么到目前為止,地球軌道上發生過碰撞事件么?的確發生過,但總共只有兩起。一次是2009年2月11日,隸屬美國銥星公司的"銥-33"號衛星,與俄羅斯一顆已經報廢的軍用衛星"宇宙-2251"號相撞。另一次是2005年1月17日,美國的運載火箭殘骸與中國"長征四號"的火箭殘骸相撞。除了這兩起事故外,再也沒有航天器的碰撞事件發生。盡管地球軌道尤其是近地軌道看似"星滿為患",但與浩瀚的宇宙相比,人類所發射的航天器數量其實微不足道。舉個最簡單的例子,每天在天空中飛行的航班遠比衛星多得多,而大氣層內的空間遠比大氣層外的空間小得多,也沒看到飛機頻繁相撞是不是?
(反導系統是非常復雜且需要精密配合的)
除了衛星數量或者說密度問題外,衛星本身具不具備攔截能力也值得商榷。首先,反導攔截系統是一個綜合工程,其需要路基遠程預警雷達、空基預警衛星、地面數據中心,反導攔截導彈等多個分系統分工協作,才能初步達到反導攔截的目的,而且目前的成功率還比較低。如果僅靠衛星對航天器的遙測和跟蹤,那基本是無法滿足反導層次的精度需求的。同時,反導系統所使用的攔截彈具有很高的飛行速度以及抗過載能力,這些都是骨架單薄、自身推力弱小的衛星所不具備的。假如真要讓衛星進行幾次劇烈變軌來攔截洲際導彈的彈頭,恐怕還沒見到洲際導彈的影子,衛星本身就早已散架了。
(首批60顆"星鏈"衛星發射前的畫面)
還有一個問題也是依靠"星鏈"反導所必須考慮的,那就是衛星的完好率。按照美國太空探索技術公司(SpaceX)的官方報道,首批發射的60顆"星鏈"衛星中有3顆失聯,未能進入預定軌道,剩下的57顆衛星與地面通訊良好。如果這一數據屬實,那么其衛星完好率高達95%,這在批量發射的微小衛星中是一個相當可怕的數據。但即便是這樣,如果SpaceX發射1萬顆衛星,也會有至少500顆處于失聯狀態。盡管對于整個"星鏈"計劃而言,這500顆衛星微乎其微,但對其他在軌衛星而言,就相當于多了500個隨機炸彈。到時候別說反導,對于整個星座乃至整個近地軌道都是一個不小的威脅。
盡管從目前的情況看,依靠"星鏈"反導顯得并不現實,但不可否認,隨著科學技術的進步,未來實現這一功能還是有些許可能的。不過,那時投入的人力物力,恐怕要比現在SpaceX打造"星鏈"還要高昂得多。


