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美军在短时间内因失去大部分卫星而变成“瞎子”

美国军方长期以来严重依赖天基军事资产提供的情报、侦察、导航、定位和导弹防御能力。但近年来,随着中俄等传统大国的国力和军事实力的恢复,一些反卫星武器得到了发展。让美军意识到,在轨军用卫星可能会受到反卫星武器的严重威胁。如果对此没有给予足够的重视,即使未来武装到牙齿,美军也会因为在短时间内丢失大部分卫星而变得“盲目”。 , “聋子”。

为此,美国一些军事研究机构正在研究应对反卫星武器的一些措施。这些措施有的还处于项目论证的前期,有的已经进入了试装的前期。

近年来,随着中俄等传统大国的国力和军事实力的恢复,一些反卫星武器得到了发展。让美军意识到在轨军用卫星可能受到反卫星武器的严重威胁

被动防御措施

为保护其卫星通信免受干扰,美国军方将在其通信卫星上使用扩频跳频技术。这种方法涉及使用发送方和接收方都知道的伪随机序列快速改变传输频率,使窄带干扰信号难以匹配传输频率,从而抵抗上行链路和下行链路干扰。还可以通过在更宽的带宽上扩展信号来降低传输所需的功率,同时也使信号更难被检测到,因为随机跳跃很难与背景噪声区分开来。

另一种方法是改进军用卫星通信系统的天线,以提高抗干扰能力,尤其是在太空领域。例如天线开槽,可以阻断一个频段内所有信号的接收,同时也消除了干扰源周围区域的信号,阻断了零覆盖范围内的所有授权用户。此外,军用卫星通信系统还可以通过在将信号转发给另一个用户之前对信号进行解调和解码来提高其抗干扰能力,从而使卫星能够从上游检测和纠正数据中的错误,从而使这些错误不会传播到下行链路。

由于核爆炸或高能微波武器产生的电磁脉冲会损坏卫星电路、终端和控制系统,因此有必要提高卫星的屏蔽能力以增强其生存能力。例如,电磁脉冲硬化是利用电磁波吸收材料隔离空间中敏感的电子设备和系统,为集成电路、电线等增加旁路电容和滤波装置进行保护,安装卫星核心部件的电磁屏蔽性能。机舱内的措施。

然而,EMP硬化虽然可以大大提高卫星抵抗EMP攻击的能力,但它不能保护卫星免受辐射和近距离核爆炸的EMP攻击,但它可以迫使攻击者攻击每颗卫星。核弹头的成本也在一定程度上提高了卫星的生存能力。

俄罗斯刚刚完成测试的“杀手卫星”

主动防御措施

被动防御允许卫星在攻击中幸存并保持其大部分功能正常运行,而主动防御旨在拦截、摧毁或“在攻击影响卫星之前先发制人”。 ”。美军正在研究的主动防御措施主要有以下几点:

赋予卫星自卫的能力。如果部署了反卫星武器,卫星可以使用小型动能拦截器或非动能武器在弹头引爆前对其进行打击,例如高能激光束。这种方法的一个主要挑战是反击能力增加了已经昂贵的卫星的重量、功率和技术复杂性。由于卫星的质量和功率有限,动能对抗系统和定向能量反击系统在面对来袭威胁时的射击次数都受到限制。此外,即使反击系统成功拦截了威胁,被摧毁的弹头也可能产生长时间的碎片场,威胁到目标卫星和其他卫星。

印度卫星数量_印度有反卫星武器吗?_印度卫星

特别守卫的卫星。研制一种在轨部署并具有反击能力的护航卫星。这种小型护航卫星通常部署在轨道之间,采用区域保护方式。每颗护航卫星负责一个区域。如果检测到反卫星武器攻击,自动改变轨道拦截来袭武器,从而保护在轨卫星。

这种方法的成本低于直接为每颗卫星配备反击系统。然而,护航卫星仍然面临着许多与反击系统相同的问题。他们的射击次数有限,成功拦截可能会产生危险的碎片场。

移动规避。这种措施很好理解,就是在动能反卫星武器能力击中目标卫星之前,目标卫星会提前做出快速机动规避动作。这种规避动作需要有良好的加速度,与它需要避开的反卫星武器一样快,甚至更快。

但是,美国国会技术评估办公室的一项研究表明,这种机动规避措施很难实现。由于来袭的反卫星武器可能比常规卫星小得多,因此它们将具有更大的加速和减速能力。为传统卫星提供相同的机动性会更昂贵,而且卫星的大部分质量将用于组装燃料而不是有效载荷。

攻击的来源。或许太空系统防御物理攻击最有希望的方法是使用地面武器打击攻击卫星的起源,这也是对反卫星武器的一劳永逸、成本最低的反应例如,巡航导弹或精确制导炸弹等常规武器可用于主动攻击发射反卫星武器的发射设施或发射高能激光武器的地面设施。

此外,美军还可以在其他国家发射的“杀手卫星”或反卫星导弹进入有效杀伤半径之前对其进行拦截,但这种拦截必须建立在更完整、更彻底的天基情报监视基础上系统。这个难度显然比陆基弹道导弹的情报和监视系统高出几个数量级。但即便如此,美军仍在不遗余力地提高太空态势感知能力,并实施了多个太空监视项目,如太空监视望远镜项目、新型“太空围栏”系统、天基太空监视卫星和“地球同步轨道空间态势感知”。计划“卫星工程”、“空间物体跟踪”工程等

上述所有选项都旨在提高军用 SATCOM 系统的防御能力,包括主动和被动,从而增加成本和复杂性。例如,与实施数据加密、扩频跳频和交织相关的成本相对于整个系统成本而言相对较小,因为它们可以在软件中实施或有效实施,而无需对卫星设计进行重大改变。负载实现。相反,反击或机动性等主动防御很容易显着增加军事卫星通信的成本,并且需要更大的卫星总线或更小的有效载荷的组合来弥补对主动防御的需求额外的尺寸、重量和功率。

值得注意的是,动能反卫星武器和反卫星武器系统的使用威胁着全球军事、民用和商业太空系统的生存。每次反卫星武器攻击或反击产生碎片时,其他卫星随机碰撞碎片的概率就会增加。每次碰撞,无论是碎片撞击卫星还是其他碎片,都会产生数千个新碎片,从而成倍增加未来碰撞的概率,这一过程被称为凯斯勒现象。在某个时刻,碎片的密度将达到“临界质量”,并在随后的数月或数年内引发一连串不受控制的碰撞,任意摧毁价值数十亿美元的关键空间基础设施,甚至形成一片碎片云环绕地球,使未来的卫星发射风险更大。

动能反卫星武器摧毁卫星后,会造成大量空间碎片

最现实的选择是解体、分散或扩散

对付反卫星武器最现实的措施是让目标卫星更难锁定印度有反卫星武器吗?,可以通过以下方式实现

1、分解能力使得多个任务不需要依赖同一个卫星星座

2、通过将有效载荷分配给更多卫星来扩展容量

3、 通过发射更多相同的卫星来扩展卫星星座。

在分散式或分散式架构中,每颗卫星都更小、功能更少且成本更低,从而使系统在失去一颗卫星的情况下更具弹性,因为每颗卫星仅代表所有功能的一小部分。这种方法迫使敌人锁定更多卫星以达到相同的效果,从而使敌人的计划复杂化。然而,这些方法并非没有风险。虽然瓦解、分散和扩散使攻击更加困难,但它可能不会对拥有充足反卫星弹药的敌人构成真正的挑战。如果敌人有能力攻击一颗卫星,那么它也可以攻击更多的卫星。

另一种分散和/或分解空间段的方法是使用有效负载托管模型。即卫星的某个任务模块不一定要放在军用卫星上,而可以放在民用卫星上。例如,如果商业卫星有额外的可用有效载荷容量,国防部可以付费购买有效载荷并将军事任务模块放置在其上进行托管。这种方法面临的主要问题是卫星的接口。商用卫星的接口不一定符合军用标准,将面临系统集成困难和运营挑战。不过,如果能采用这种托管模式,美国也可以将军用卫星通信载荷托管在其他国家的卫星上,防止敌人“灌输”美国卫星。例如,作为亚太再平衡战略的一部分,美国可以与日本、韩国和澳大利亚等地区盟友合作,在这些国家的卫星上安装美国军事任务模块。作为交换,这些国家只能有限地访问任务模块。

NASA 对地球及其边缘 (GOLD) 托管有效载荷的全球尺度观测

虽然这样的安排需要克服各种政策和运营挑战,但潜在的运营和财务收益将使这项探索变得有价值。从盟军的角度来看,这种方法将提高他们与美国军方之间的互操作性,并以比他们自己装备相同能力的成本低得多的成本获得全球卫星星座。从对手的角度来看,这将使他们的计划大大复杂化,因为对托管有效载荷(无论是物理的、电子的还是网络的)的攻击将同时袭击美国及其托管的国家,这将有升级危机的风险。

增加卫星星座的另一种选择是使用在轨备件,其中功能齐全的卫星在太空中保持休眠状态印度有反卫星武器吗?,直到需要它们为止。这种方法可以有效地扩大卫星星座的规模,使卫星星座在一颗或多颗卫星丢失的情况下仍能继续工作。但与运行中的卫星类似,存储在太空中的卫星在恶劣的太空环境中会遭受所有常见的损坏,并且会耗尽消耗品,例如用于轨道控制的燃料。

在控制和终止部分也存在使用分解、分散和扩散的机会。例如,空军卫星控制网络使用世界各地的八个远程跟踪设施为所有军用卫星提供指挥和控制。国防部还在全球六个地点运营核心传送设施,这些设施对于在整个军事卫星通信系统中路由数据以及将军事通信系统连接到地面网络至关重要。与其将如此多的能力集中到相对较少的地面站,军方可以将这些能力分散到大量地理上分散的站点。

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军民融合:商业卫星

目前,据多方人士分析,美军显然更倾向于军民融合的反卫星措施。它要求美国军方从商业供应商那里租用卫星通信服务,而不是设计、建造和发射专用的军用卫星。商业卫星通信有许多优点,包括没有开发成本,以及根据需要扩展或减少容量的灵活性。在过去十年中,商业卫星通信在伊拉克和阿富汗被证明是无价的,那里的作战人员对高带宽应用的需求(例如无人机实时视频传输)呈指数级增长。目前,美国军方多达 80% 的卫星通信需求是通过商业卫星通信系统来满足的。

但是,商业卫星通信系统并不是为竞争激烈的通信环境而设计的。事实上,它们对物理、电子和网络攻击几乎没有防御能力。对于商业卫星,安全需要特别关注,因为它们可能由国外实体拥有或运营,可能连接到其他国家的地面站,或者可能由外国政府或外国资本控制的实体同时使用。例如,负责太空政策的国防部副助理部长 Doug Rovero 在国会作证说,国防部为支持紧急运营需求而租用的商业卫星通信服务来自一家中国公司,因为中国公司是唯一能够提供服务的供应商。提供战场所需的可用带宽。