在冷戰期間,美國和蘇聯曾達成一項君子協定,避免將對方的地球靜止衛星作為目標。這些衛星對於天氣預報、衛星電視、全球通訊,當然還有軍事情報和監視至關重要。幾十年後,對太空軍事意圖的不信任,給圍繞地球赤道22000英里以上軌道執行的眾多地球靜止衛星的安全蒙上了新的不確定性陰影。
一顆地球同步軌道衛星透過以與地球自轉相同的速度執行,保持在地球同一區域的“固定”位置。從其高聳的位置,它可以持續觀察一個區域或與地面接收器通訊。它們對於政府和商業目的都具有極其重要的價值——根據太空基金會的說法,僅依賴於地球同步軌道 (GEO) 衛星的衛星電視行業,其年產值就約為 950 億美元。美國軍方嚴重依賴其 GEO 衛星,用於從彈道導彈發射的早期預警到與全球各地偏遠部隊的受保護通訊。“美國軍方現在正在努力應對的是其他國家可能觸及這些衛星的可能性,”科羅拉多州布魯姆菲爾德安全世界基金會的技術顧問布萊恩·威登說。“因此,它正在考慮如何保護自己。”
今年,美國空軍公開了其先前保密的地球同步空間態勢感知計劃 (GSSAP)。該計劃設想一對可機動衛星,能夠在地球同步軌道區域的上方和下方執行,以監測整個 GEO 帶的航天器和太空碎片。第一對 GSSAP 衛星在 2014 年 9 月被安排了優先發射視窗,此前美國官員推遲了美國宇航局的“獵戶座”航天器的試飛,這是該航天局的下一代載人航天器。
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威登解釋說,空軍衛星將補充現有的地面和低地球軌道望遠鏡,這些望遠鏡目前透過提供更近距離的 GEO 帶內物體檢視來跟蹤地球靜止軌道中的所有物體。這將更容易發現潛在的反衛星威脅——美國希望其他國家知道的一種“鄰里守望”威懾形式。
對 GEO 衛星的技術威脅並非新鮮事。例如,在 20 世紀 80 年代,蘇聯開發了其 Naryad 反衛星 (ASAT) 系統的一部分,用於將“殺傷載具”送入軌道,以攻擊 GEO 衛星。該軍事專案僅進行了幾次已知的發射測試,但它最終演變為俄羅斯的商業發射系統,稱為 Briz-M,它代表了用於將有效載荷發射到 GEO 等高軌道的火箭的上級。根據美國軍方官員的說法,中國最近在 2013 年 5 月 13 日透過發射一枚“幾乎進入地球同步軌道的彈道軌跡”的火箭,將 ASAT 能力推向了新的高度。
中國官員表示,該火箭搭載了用於高空實驗的科學載荷。相比之下,美國分析師發現了強有力的證據,表明這次發射代表了世界上首次直接上升反衛星導彈系統的測試,該系統旨在攔截 GEO 衛星,而無需先進入軌道,正如威登在《太空評論》中詳述的那樣。這一進展,再加上美國和中國軍隊之間缺乏“君子協定”,讓美國分析師擔心未來政治危機是否會促使中國考慮對美國軍事衛星發動毀滅性打擊。“當亞洲國家之間、中國和美國之間,以及俄羅斯和其他國家之間的信任度像目前一樣處於較低水平時,兩用空間技術可能會造成安全困境,”美國海軍戰爭學院國家安全事務教授瓊·約翰遜-弗里斯在羅德島寫道。(“兩用”是指既適合民用又適合軍事用途的技術。)
地球同步軌道中糟糕的一天可能會很快變成每個人的糟糕的一天。直接上升反衛星武器摧毀一顆 GEO 衛星可能會產生大量太空垃圾,這些垃圾對於 GEO “狹窄跑道”中的衛星來說,比在低地球軌道中危險得多,威登說。在GEO 中兩個物體碰撞的模擬中,產生的太空碎片在幾天內擴散到 GEO 帶的一半左右。儘管如此,隨著未來中國越來越依賴 GEO 衛星,它可能會重新考慮這種打擊。目前憂思科學家聯盟跟蹤的 447 顆執行中的 GEO 衛星中,有 177 顆來自美國,35 顆來自中國,22 顆來自俄羅斯。
當然,中國可能也會以同樣的懷疑態度看待美國的太空活動。五角大樓的國防高階研究計劃局目前正在其“鳳凰”專案下開發小型衛星,這些衛星能夠靠近地球同步軌道中的衛星,並收集和重複使用其部件。這種能力還可以起到分解其他國家的 GEO 衛星的雙重作用,而不會產生太多太空碎片。“如果你靠近一顆中國衛星並拆掉太陽能電池板,它實際上就是一種反衛星武器,”科羅拉多斯普林斯太空基金會的研究和分析主管邁卡·沃爾特-蘭格說。
沒有簡單的解決方案來減少對 GEO 衛星的潛在威脅。但威登建議,美國可以首先公開談論中國涉嫌的 ASAT 測試。這可能會引發關於如何處理 GEO 衛星日益增長的威脅的國際對話——只要美國也準備好坦率地討論其自身的 ASAT 能力。