以彼之道還施彼身!中國衛星兩次靠近美軍通信衛星,距離6.2公里

人馬座a 發佈 2024-04-27T11:45:19.816670+00:00

在距離我們近3萬6千公里高的太空中,正在進行著不聲不響的角力。據著名太空新聞網站Space.

在距離我們近3萬6千公里高的太空中,正在進行著不聲不響的角力。據著名太空新聞網站Space.com爆料,中國一顆名為TJS-3(通信技術試驗衛星3號)的「監視」衛星,有能力在地球同步靜止軌道附近進行機動,並曾於2022年9月13日和2023年2月8日分別接近了兩顆美國通信衛星,並在其附近停留了一段時間才離去。

這兩顆美國衛星分別是USA-233和USA-293,均為美國太空軍操作的軍事通信衛星,運行在距地面約35786公里高的地球靜止軌道。Space.com引用社交媒體帳號Oribtal Focus的數據稱:TJS-3在靠近USA-233時,在2022年10月31日一度將兩者的距離縮短到了6.2公里。對太空中的太空飛行器來說,這已經是非常近的距離,足以對目標進行細緻的觀測。

TJS-3衛星在2018年從西昌衛星發射中心升空,使用的火箭是長征三號丙,在當年的報導中,還提到了該衛星使用了鎂鋰合金材料,是中國首次在高軌衛星上成功應用這種先進的輕質金屬材料。TJS-3發射後很快就引起了國外的興趣,倒不是因為它使用的材料,而是其「不走尋常路」的行為。

TJS-3到達地球同步靜止軌道後,將衛星送入軌道的火箭上面級在分離後並沒有壽終正寢,而是憑藉攜帶的額外燃料,與衛星平行移動,以便干擾他國對衛星動向的觀察。美媒將這個給TJS-3打掩護的火箭上面級稱為「誘餌」,不過筆者認為叫「替身」更加合適。

之所以要搞一個「替身」,是TJS-3還有一項絕活,就是能在靜止軌道上不斷「漂移」,順便觀察那些排列在該軌道上的各式各樣的同步衛星,對哪個感興趣就靠上去看一看,其中就包括美國衛星。

而那個火箭上面級扮演的替身,則一直留在TJS-3原本被設想停留的位置上,以掩護真身的動向。這個「替身」的燃料現在可能已經耗盡,因為它在2021年底到達比靜止軌道更高的墓地軌道,並一直待在了那裡。為什麼TJS-3能夠實現這樣的機動呢?原因就在於地球靜止軌道的特性,以及衛星本身的變軌能力。

距離地面35786公里高度的軌道稱為同步軌道,是因為在這個高度上環繞地球運行的衛星,它每繞一圈所花的時間剛好是24小時,與地球自轉一圈的時間相同。如果位於環繞赤道上空的同步軌道上的衛星,如果從地球上觀察的話,會發現它一直停留在天空中的某個點,不會發生移動,就像「靜止」了一樣。

正因為這種特性,這條軌道被稱為靜止軌道(GEO),是通信衛星、數據中繼和飛彈預警等衛星的不二選擇,可以使衛星長期定點於某個區域上空,為該區域提供通信服務或者是進行觀測和監視。如今人類對通信衛星的依賴可謂前所未有,靜止軌道上幾乎擠滿了大大小小的通信衛星,如果能夠近距離搜集這些衛星的電磁信號參數,將是非常有價值的。

我們都知道衛星的軌道越低,繞地球轉一圈所花的時間就越短。如果一顆原本位於靜止軌道上的衛星,稍微降低一下自身的高度,它的環繞周期就會有所縮短,也就是比其它衛星走得快了一點點兒。於是,這顆衛星便會在靜止軌道的下方不斷向前「漂移」,逐一造訪仍然在靜止軌道上運行的各個衛星。

當然,反其道而行之也是可以的,那就是稍稍升高一下自己的軌道,使高度大於35786公里,這樣衛星的周期將大於24小時,也就是比其它衛星跑得慢,從而實現「向後漂移」。

Space.com認為TJS-3就是一顆這樣的「高軌道巡視衛星」。在它的漂移過程中,如果認為哪個衛星值得一看,就會適時升高和降低軌道,重新回到35786公里的高度上,重新成為同步靜止衛星,並且恰好就停在目標衛星的附近,從而可以近距離的觀察和感知目標,獲得相關數據。

從外媒發布的TJS-3的軌道數據來看,它曾經在幾年的時間裡接近過多顆美國衛星,其中USA-233就被「光顧」過兩次。

當完成「監視」任務後,TJS-3又會再次改變軌道高度,重新進入漂移狀態,前往下一個感興趣的目標。其實,在3萬6千公里外的太空,像TJS-3這樣的高軌巡視衛星可不只它一個,美國就有同樣的,而且還不少。例如他們早就開展了一項「地球同步軌道空間態勢感知計劃」,已發射了4顆衛星,由美國空軍和軌道科學公司聯合研製,曾經多次對我國通信衛星進行抵近偵察。

2016年,「地球同步軌道空間態勢感知計劃」的衛星就曾靠近中國的通信技術試驗衛星1號,2017年又接近了中國和巴基斯坦合作研發的PakSat-1R通信衛星,以及中國為奈及利亞發射的Nigcomsat-1R通信衛星。

不過,在美國高軌巡視衛星咄咄逼人的態勢下,我國衛星並不是完全被動,而是發展出了針鋒相對的反監視手段。美國《防務快報》曾報導:2021年7月,USA-271衛星試圖接近中國實踐20號衛星,與實踐20號平行「伴飛」,但隨後就被中方發現了其企圖,實踐20號迅速實施機動,躲開了美國衛星。

到了2021年12月23日,我國在海南文昌發射場用長征七號改型火箭,發射了試驗十二號衛星01星、02星。據美國太空新聞網披露,在兩顆衛星成功送入預定軌道後不久,美國的太空監視衛星USA-270就開始偷偷摸摸地抵近,又想近距離「偷窺」這兩顆中國衛星。

然而接下來卻發生了戲劇性的一幕,根據提供空間態勢感知服務的COMSPOC公司發布的模擬視頻顯示,當USA-270接近試驗十二號衛星01星、02星時,兩顆中國衛星反方向機動,躲開了追蹤,其中試驗十二號衛星02星還進入日照區,反過來「直視」USA-270,這下美國衛星不僅沒能成功追蹤中國衛星,反而被後者給「監視」了。

在這兩場捉迷藏遊戲中,美國的高軌巡視衛星都沒占到什麼便宜,不過他們不僅不反思,反而還倒打一耙地批評中國。

例如美國安全世界基金會的技術顧問、美國空軍前軌道分析師布萊恩·維頓在接受採訪時就表示:美國非常擔心其他國家具備發現美國監視衛星的能力,並有能力保護它們自己的衛星,「這些行動的模糊性,以及緊張局勢的加劇可能會導致某種衝突、錯誤或誤解」。

而美國空間態勢感知領域專家吉姆·庫珀也曾宣稱,「中國躲避美國間諜衛星」的應對措施,展示出中國具備以極高精度追蹤以及操縱衛星的能力,這種能力有可能用於「邪惡或是威脅的事情」。

美國自己主動靠近別國衛星,眼見人家腳尖一踮地就飛走了,卻把責任推到被冒犯的一方,意思就是我監視你時你必須得服從,如果跑開那就是你的錯。可以想像這種想法是多麼諷刺。

好在現在監視別人的衛星已經不是美國的專利,我國TJS-3衛星已經能夠以彼之道還施彼身,展現了近距離觀察美國通信衛星的能力,這說明在靜止軌道這個「競技場」上,我們既能攻又能守,在太空角力時已經不落下風了。

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