俄S500即將服役,可摧毀700千米外衛星,美國批量生產「魔鬼魚」

海陸空天慣性世界雜誌 發佈 2023-12-26T06:29:05.585838+00:00

隨著俄羅斯宣稱他們的S500防空系統即將投入服役,這款在實彈測試當中曾經擊毀彈道飛彈,並且會對飛行高度低於500千米的低軌道衛星造成致命威脅的新式防空設備將很有可能對美國最新打造的超低軌道衛星情報網絡構成致命威脅。

隨著俄羅斯宣稱他們的S500防空系統即將投入服役,這款在實彈測試當中曾經擊毀彈道飛彈,並且會對飛行高度低於500千米的低軌道衛星造成致命威脅的新式防空設備將很有可能對美國最新打造的超低軌道衛星情報網絡構成致命威脅。

而在俄羅斯明確表示將會對超低軌道衛星體系發出威脅的前提下,為什麼美國還要繼續他們的250千米超低軌道偵察、通信一體化衛星系統的發展呢?

很顯然,哪怕這套系統未來將要遭遇來自俄羅斯S500防空飛彈的打擊,也依舊會給美國帶來更多的好處。只有這樣,美國才會繼續委託「超級地球觀測者」這一企業對250千米級超低軌道衛星光學探測進行研發。那麼,美國這一次研發的「魔鬼魚」超低軌道衛星探測體系究竟能夠給美國帶來什麼樣的好處,才會讓美國在明確了解俄羅斯S500防空體系擁有低空反衛星能力的前提下,繼續對其進行研發呢?

什麼是超低軌道衛星

一般來說,距離地球表面高度不超過2000千米,或者每天至少環繞地球旋轉超過11個周期的太空飛行物體,都被稱作LEO,也就是低軌道衛星。全球絕大部分的人造天體,包括國際太空站、天空號、太空站、曾經的和平號太空站這樣的著名太空設施,都可以算是在低軌道上運行。而飛行高度在300千米以下的太空飛行物體,通常會被人們稱作超低軌道衛星。

儘管早在20年前,也就是2000年左右,超低軌道衛星有過一段良好的發展時期,但由於超低軌道衛星需要長時間接觸高層大氣,因此位於300千米高度的超低軌道衛星需要承擔近千倍於同步軌道衛星的大氣阻力,且很容易遭受近地大氣層當中原子氧的持續轟擊,從而導致超低軌道衛星的壽命遠比人們的預期要短。基於此,超低軌道衛星在經歷過一個階段的發展之後被人們放棄,直到現在再次被重拾起來,成為世界各大航天大國重新發展的目標。

為什麼美國會選擇重新發展超低軌道衛星

低軌道衛星可用的空間已經趨於飽和。現在的低軌道範圍內各種各樣的太空飛行器以及相對應的太空垃圾數量相當驚人,想要在這個範圍內繼續部署大量的衛星,會遭到其他國家認定本國在太空領域上利益受到嚴重侵害所造成的巨大阻力。

由於超低軌道的特性,在這一太空區間部署的衛星,擁有比低軌道衛星更強的工作效能。一枚部署在180千米高度的超低軌道間諜衛星,其拍攝的照片清晰度是位於900千米高度上同一型號間諜衛星的5倍。這意味著只要確保衛星的飛行高度足夠低,或者極低的成本,就能讓這些衛星擁有執行高解析度照片拍攝的能力。

因此,如果讓位於低軌道工作區間的衛星在超低軌道上執行對應的作業任務,那麼這些成本高昂的衛星能夠做的事情實際上是非常多的。當然,由於成本降低,用建造一枚高成本低軌道衛星所需花費的錢,可以製造多枚同等性能的超低軌道衛星,這對於目前面臨經濟危機,不能花費太多的錢連續發射高性能衛星的美國來說,是非常重要的。

低軌道宇域對美國衛星來說不再安全。在美國試圖通過部署大量衛星掌控低軌道空間的同時,包括中國和俄羅斯在內的其他一系列航天大國也開始試圖從美國手中奪取對應的控制權,俄羅斯早在2014年5月就已經發射了多枚類型為「高度機密」的特種衛星,並在2021年4月公開了蘇聯時期研發的「shield-2」反衛星系統。2020年4月15日,俄羅斯又發射了型號可能為「Nudol-19」的反衛星/反導攔截彈,其秘密實驗衛星也已經開始對美國的「KH-11」衛星進行同步跟蹤作業。

在俄羅斯展開這一系列的反衛星試驗以後,美國就可以確認,就算他們現在為自己的低軌道衛星提供武器裝備,也無法確保本國衛星的安全,而武裝衛星的普及,將會導致太空軍備競賽的產生。中美俄等國一旦在低軌道空間展開武裝衛星大戰,該區域的太空碎片數量就會以幾近失控的方式增加,這對於美國來說,絕對不是什麼好消息。

超低軌道衛星的工作遠高於低軌道衛星。在SpaceX公司為「星鏈計劃」發射衛星的時候,馬斯克果斷地採用了一箭40星,甚至一箭60星的發射方式來為「星鏈計劃」補充衛星。「星鏈計劃」完成後,一個擁有12000枚衛星的龐大通信網絡將會被組建,這意味著馬斯克為「星鏈計劃」研發和發射的一系列衛星相比於那些位於低軌道上的衛星有著更低的成本。

哪怕「星鏈計劃」所使用的12000枚衛星構成的通信網絡受到了由太陽風暴、他國打擊、太空碎片等一系列原因所導致的大規模毀損和破壞,馬斯克也同樣可以藉助這些衛星相對低廉的生產成本,以及「獵鷹」系列可復用火箭低廉的發射費用來確保他們以最高的速度和最低量的費用重新讓「星鏈計劃」的通信網絡恢復正常狀態。這對於目前經濟嚴重緊張,不能連續發射製造成本和發射成本同樣雙高的低軌道通信衛星或者軍事偵察用途衛星的美國來說,是個非常不錯的好消息。

相比於低軌道,超低軌道擁有著更高的太空碎片清理效能。正如上文所說,在超低軌道上,高層大氣的阻力是同步軌道的1000倍,這意味著倘若有衛星失控或者被摧毀,失控的衛星和太空碎片將會更快地失速,並且墜入地球大氣層,所以,低於300千米高度的超低軌道相對於現在布滿了大量不明衛星殘骸、西福特針等各種危險物品的低軌道空域來說是非常安全的。倘若美國的衛星在300千米以下的軌道上被俄羅斯等國家的反軌道系統直接打成太空垃圾,那麼其產生的軌道碎片在這超低軌道上的活動時間是絕對不會超過半年的。

把目光轉向超低軌道上的國家,並不只有美國一個。俄羅斯的超低軌道光學偵察衛星、歐洲各國的「重力場和穩定洋流探測器」、日本的SLATS衛星、中國的「鴻雁計劃」,這一系列衛星計劃的公開,不僅是對超低軌道衛星能力的展現,也同樣意味著這些國家在未來將會成為美國的競爭對手。如果美國不能在超低軌道衛星的研發和生產上加一把勁,那麼在300千米以下的軌道控制權被占據後,美國就沒有辦法繼續在超低軌道衛星的研發上奪得先機了。

因此,美國不僅需要研究和發展自己的超低軌道衛星技術,而且還需要有著足夠快的動作,才能確保在對手的太空技術與自己相近甚至相同的前提下,確保本國制宇權依舊能夠得到充分保證。

為什麼美國需要超低軌道偵察衛星

在日本、俄羅斯、中國以及其他同樣具備超低軌道衛星研發和生產能力的國家,各聯盟開始陸續進場的前提下,超低空軌道資源的供應已經非常緊張。儘管馬斯克的「星鏈計劃」讓美國在獲取超低空軌道資源的行動中獲得領先優勢,但這並不意味著這套系統就能完全滿足美國軍方的需求。

馬斯克的「星鏈計劃」是一套商用衛星系統,儘管美國軍方能夠通過「作為客戶」這一方式來使用「星鏈計劃」的通信資源,但如果只有通信網絡對於美軍來說是完全不夠的,在其他國家同樣擁有超低軌道衛星研發和生產能力的前提下,美國必須令他們的超低軌道衛星網絡同時具備偵察、通信、電子戰以及足夠強大的抗打擊能力,才能確保美軍在未來的制宇權爭奪當中取得先機。

而在馬斯克的「星鏈計劃」必須受到自身「商業系統」制約而不可能為美軍提供軍事用途服務的前提下,美國必須自行研發對應的偵察和電子戰用衛星,才能確保他們的超低軌道衛星系統在面對他國的同類系統,以及反衛星打擊武器系統的攻擊下依舊擁有足夠強大的生存和作戰能力。

尤其是在美軍發現他們最為先進的RQ-180戰術偵察機在對伊朗的偵察行動中被騙落地面並且被俘虜之後,「全球鷹」這樣的戰場無人機對於他們來說已經不再絕對可靠,美國需要一套全新的戰場即時偵察和通信系統,來確保RO-180或者RO-4A等戰場戰術或者戰略無人機無法對戰區進行跟蹤和監視。而在有人駕駛預警機因遭到致命威脅而不能靠近戰場,確保前線指揮部獲得目標區域關鍵情報的時候,超低軌道光學成像衛星或者雷達偵察衛星就成了美國戰術和戰略情報部門未來針對關鍵目標獲取最新情報的最好武器

為什麼是250千米

那麼,在這個前提下,美國為什麼會選擇將超低軌道衛星的部署高度控制在250千米,而不是268千米或者是180千米?尤其是將衛星的高度控制在180千米以上的時候,不僅會讓衛星相對於250千米高度上的同類來說擁有更好的數據傳輸能力,還能讓原本在250千米高度上能夠進行0.3米解析度的探測系統達到0.2米解析度或者更高的程度。然而為什麼美國不這麼做?

這個問題,或許與星鏈系統的40多枚衛星在發射過程當中遭遇地磁暴而集體墜毀這件事聯繫十分緊密,而這些衛星墜毀的原因很可能是地球磁暴問題導致了低於250千米高度的大氣層發生不可預知的擾動,從而導致了這一系列在210千米高度處與火箭分離,並且未來得及使用自己的電推力發動機提升軌道至550千米高度的星鏈衛星全部墜毀。因此,美國判定250千米,是他們的衛星能夠抵達的最低大氣安全高度。

在通過一系列技術參考、分析之後,美國得出了結論

在通過對「星鏈計劃」的分析,以及看到俄羅斯、中國、日本和歐盟成員國等一系列具備相對應能力的國家的行動之後,美國研發和生產超低軌道光學偵察衛星,並不僅僅只是確保藉助超低軌道衛星網絡向美國戰術單位傳遞實時衛星圖像的能力,同樣也是對高度為250千米的超低衛星軌道的爭奪。

俄羅斯逐漸提升本國反衛星打擊能力,對美國來說意味著什麼

S500的服役,對於美國未來發展的「超低軌道光學偵察系統」到底有何影響?

作為一款與S400防空系統同時研發的武器裝備,裝備了77N6N飛彈的S500防空系統對外宣稱能夠有效打擊距離700千米以外的太空目標,並且能夠對500千米以內過頂衛星進行物理性破壞,這意味著倘若美國與俄羅斯之間爆發戰事,那麼位於俄羅斯上空的所有美國低軌道偵察衛星將會在極短的時間內被俄羅斯用S5O0直接摧毀。

如此一來,可能遭受打擊的將不僅只有美國最新研發的「魔鬼魚」偵察衛星,馬斯克的「星鏈計劃」當中位於300~400千米高度的信息接收和發送衛星,以及位於550千米高度的中轉衛星群也將很有可能成為俄羅斯S500防空飛彈打擊目標的一部分。倘若俄羅斯77N6N飛彈的產能足夠,又或者說俄羅斯毫不顧忌地為他們的77N6N飛彈裝備了威力強大的核彈頭,那麼所有軌道需要穿越俄羅斯國土的美國低軌道衛星必然會付出慘烈的代價。

這並不意味著俄羅斯能隨便對美國的低軌道衛星發射威力強大的77N6N飛彈,因為如果俄羅斯這麼做,那麼他們在將美國衛星打成碎片的同時,也同樣會破壞美俄兩國之間的關係。由於俄羅斯目前使用的S500防空系統並不具備對美國KH系列間諜衛星,以及未來將會量產的超低軌道間諜衛星「過頂覆蓋」能力,因此需要偽裝處於警戒和戰鬥狀態的自身,確保整套系統不被美軍衛星發現。俄羅斯在美國超低軌道偵察衛星的眼皮子下部署S50O防空系統的行為,無疑會讓本國最為先進的武器裝備在美國的偵察系統面前直接曝光,這對於俄羅斯軍方來說得不償失。

而且,S500防空系統並不是俄羅斯第一種擁有反衛星能力的武器裝備:使用核戰鬥部的反衛星飛彈早在20世紀六七十年代已經投入使用。由於A135「阿穆爾」使用的核戰鬥部不僅很有可能會對我方衛星造成毀傷,殘餘核反應材料也很有可能會在大氣層當中不充分燃燒,從而導致本國遭受放射性污染,因此,俄羅斯接下來發展的A235反衛星飛彈以及S500使用的77N6N飛彈均具備不使用爆炸性戰鬥部就能有效摧毀敵方衛星的能力。不管是51T6高層攔截彈、53T6低層攔截彈,還是58R6中程攔截彈,都很有可能使用動能或者常規裝藥攔截系統,從而確保在不造成核衝擊的前提下,有效摧毀敵軍的衛星。

然而,在俄羅斯不可能隨意動用S500防空體系或者A235反衛星系統將通過本國天空的敵國衛星統統擊落的前提下,S500防控體系和A235反衛星系統的硬殺傷能力對於美國最新的低軌道偵察和通信衛星系統只能說是威脅,並不能在美俄目前處於相對和平階段的前提下,對美國現有的KH系列間諜衛星以及未來專門針對超低軌道而設計的「魔鬼魚」衛星造成任何威脅。

「佩列斯韋特」針對低軌道衛星的打擊能力,對於美國來說,到底意味著什麼

很顯然,在S500和A235這兩款反衛星飛彈發射系統均不具備過頂遮蓋能力,只能通過直接發射飛彈摧毀通過頭頂的敵軍偵察衛星的前提下,俄羅斯必須研發其他類型的反衛星裝備,從而確保在「鎖眼」和美國未來研發的「魔鬼魚」存活的前提下,對其光學或者電磁掃描系統進行干擾,使這些在俄羅斯上空的運行不可能獲得任何軍事或者非軍事情報。

這也就是「佩列斯韋特」雷射武器被研發出來的主要原因。藉助對衛星光學傳感系統進行照射的方式,「佩列斯韋特」可以讓1500千米範圍內的光學偵察衛星變成「瞎子」,也可以將距離更近的光學偵察衛星的光學傳感器徹底摧毀,從而強迫裝備這一衛星武器的國家將其強制報廢。尤其在鮑里索夫明確宣稱現在俄羅斯已經成功研發出來比「佩列斯韋特」更加強大的雷射武器之後,俄羅斯在應對美國以及其他國家的低軌道偵察衛星的時候,擁有了更為方便和實用的裝備。

「佩列斯韋特」不僅可以固定部署或者作為車載武器裝備,還可以部署到軍艦上,在對近距離無人機進行殺傷時,俄羅斯海軍同樣有著干擾美軍低軌道偵察衛星的能力。如此一來,俄羅斯不僅能夠對飛越本土上空的光學偵察衛星進行干擾,也能藉助雷射武器的干擾能力封鎖本國周邊的海域,將本國及其周邊一大片區域變成光學偵察衛星無法窺視的盲區。

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