中美空间战已悄然来临,三个月前在地球同步轨道上的较量

2014年7月28日,一枚由洛马/波音合资的联合发射联盟(ULA)制造的63米高的德尔塔IV火箭(中等配置,带两个固体燃料火箭助推器),于美国东部时间晚上7点28分从佛罗里达州卡纳维拉尔角的帕特里克空军基地发射升空。

这次发射原本定于7月23日进行。但在地面支持设备出现技术问题,以及由于恶劣天气条件三次延迟之后,终于在五天后从37号发射中心升空。

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这枚火箭的整流罩内,最重要的载荷是两颗由轨道ATK(Orbital ATK)公司为美国空军制造的名为GSSAP的准同步卫星,名称为GSSAP1号和2号,空军编号为253和254。

GSSAP是地球同步空间态势感知计划(Geosynchronous Space Situational Awareness Program)的英文缩写。GSSAP是美国未来空间基空间监视(SBSS)系统的一部分,该系统将由一套复杂的星座系统组成,使美国能够跟踪在地球不同轨道上的空间物体。而GSSAP是专门盯防36000公里高的地球同步轨道的。2016年8月19日又用德尔塔火箭发射了两枚GSSAP卫星,GSSAP3号和4号,空军编号270和271。计划于2021年再部署5号、6号星。

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由于GSSAP项目是秘密进行的,直到2014年初该项目被解密,但具体的规格和细节仍然是保密的。一般认为,GSSAP卫星携带摄像机,能够通过跟踪卫星的活动来描述同步轨道卫星的特征,密切关注那些经常被操纵的卫星。也可能携带信号接收机,以跟踪同步卫星的无线信号,作为分析目标卫星身份和活动的依据。

德尔塔IV火箭的GEO运载能力为1550-1650公斤,考虑到有效载荷适配器和二次有效载荷的质量,两颗GSSAP卫星重量在1300至1400公斤之间,单颗卫星重量在650-700公斤之间。鉴于卫星的质量,GSSAP最有可能使用轨道ATK的GEOStar1平台,该平台可承载150公斤的有效载荷,功率需求200瓦,使用高扭矩反作用轮支持每秒1度的旋转速度。总体而言,GEOStar1的指向误差优于0.4毫辐射,定位精度为50米。该星支持100Mbps的下行数据速率,使用高速X波段终端和可选的Ka波段下行系统。卫星使用美国空军卫星控制网络(AFSCN)地面站,下行数据中继到施里弗空军基地。卫星由第50航天联队的第1空间作战中队操作。

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对此,2014年时任美国空军航天司令部司令的威廉·谢尔顿上将曾得意地表示:“这对‘街坊哨兵’(指新型间谍卫星)将帮助保护我们在地球高空轨道的宝贵资产,此外它们还将警惕着其他国家可能试图放入关键轨道的邪恶能力。”这两颗卫星都可以很容易地改变其在同步轨道的位置,这样地面的美军操作人员就可以“在需要时处于最有利的位置来采集目标的图像以提高空间态势感知。”“一张图片胜过一千个推论,因为我们可以看到(外国)卫星的真实样子,你可以有效地开展逆向工程,了解其能力是什么……”比你今天所能做的要多得多,”谢尔顿如是说。

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如果你以为美国空军摆弄的这玩意只是个人畜无害的东西那就大错特错了。美国《国防新闻》网站援引蒂尔集团分析师马可·卡塞雷斯的话说,GSSAP卫星“当然可以被认为是进攻性的”。“显然,美国空军认为它是防御性的,或者只是从维护和维修的角度。但如果你有能力接近其它国家的卫星来观察、维修或加油,那么当然你可能会把它们弄掉。”而据《国防新闻》报道,谢尔顿说过:“我们确实有一项固有的权利,可以安全地操纵并监控潜在的威胁卫星。”

根据时任总统特朗普签署的命令,美国太空军于2019年12月正式成立,由美国空军部节制。 次年2月12日,太空军经过一系列测试后,结束了GSSAP的试用期,正式服役。

GSSAP的贼眼很快就盯上了一个目标——中国于2019年12月27日发射的实践20号同步卫星。该星是采用东方红五号卫星公用平台研制的新技术试验验证卫星,是目前中国地球同步轨道发射重量最重、技术含量最高的卫星;其起飞重量可达8000-9000kg,载荷可达1500-1800kg;整星功率28kW以上,可提供给载荷18kW功率;载荷舱的散热能力达9kW;设计寿命长达16年。

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实践20号,网图侵删

这些指标意味着,相比中国现役的东三、东四平台,东五平台能力将得到跨越式提升,达到国际领先水平。鉴于东五是中国自主开发的新一代大型地球同步轨道卫星平台,实践20号将对该平台的多项关键技术进行全面在轨验证,包括激光通信、Q/V频段通信等十余项国际领先的“前沿性、战略性”技术试验载荷,其中多项为国际或国内首次。美国人当然很想了解中国最先进的通信卫星平台以及正在试验的技术——只要不受美国控制,那就是他们嘴里的邪恶能力(nefarious capability)。

于是,据美方报道,在2021年7月份,美国空军编号271的GSSAP系统4号星在地面操纵下开始接近实践20。当271号的经度调整到与实践20号一致之后,让美国人意外的事情发生了:在271号就位了略超过24小时之后,实践20号居然开始缓缓地移动,摆脱了271号的监视

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美方发布的视频,绿色线是实践20,蓝色线是美军271号GSSAP星

美国人承认这次事件表明中方对于同步轨道通信卫星有着相当高水平的监控能力。271号与实践20号并不是近在咫尺,而实践20号对于美军卫星危险的接近行为到底是如何感知的目前仍是一个令人感兴趣的问题。

更有意思的是,美军的GSSAP计划实施了也只有7年多,271号由于是后续发射,应该是变轨跟踪能力最强的,居然被体积和重量大得多的实践20号摆脱,说明中方通信卫星在设计之初可能就已经考虑到了如何对付GSSAP了。这次较量的结果,对于美国而言可不是想要得到的。

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