美国计划部署更多的小型卫星以获得太空优势

白底爱运动 2024-09-14 09:57:37

近日,据美国《空天力量》杂志(Air & Space Forces Magazine)报道,美国国防部高层已经公开表示获得和保持太空优势的必要性——“考虑到当前的威胁环境和我们的对手正在以惊人的速度推进其太空能力”。

为了获得太空优势,美国国防部会和美国国会会为美国太空部队提供必要的资源和权力,以充分发挥“小型卫星/小卫星”(SmallSats,以下称“小型卫星”)的最大潜力。这意味着,除了大量地增加小型卫星的数量之外,还会以多重复合利用的方式来发挥出它们的潜力,以“对抗(敌人的)先发优势”。小型卫星的优势及其未来的机会

小型卫星,通常的重量在1000公斤以下,大小与迷你冰箱差不多甚至更小。小型卫星拥有一系列动能和非动能能力,它易于操作并融入任务,还可以提高区域感知能力,以“降低风险”——因为它们可以快速发射和广泛扩散各种传感器,以监测新出现的情况。小型卫星具备多种战术能力,包括伪装、隐蔽和欺骗以及多轨道多样化,可降低和延迟对手的决策能力,阻挠对手准确瞄准目标。相对于大型卫星的传统设计,小型卫星的大小本身就使其更难发现、修复、跟踪和瞄准它们以进行销毁。此外,较小的卫星还具有较小的光学和雷达特征,可以通过发出欺骗性信号来进一步减少或掩盖特征,使对手更难关闭其杀伤链。因此,这些小型卫星可以以传统系统无法实现的方式创造这些预期的效果,这也是美国增加对小型卫星的采用以保持太空优势的原因。

按重量和尺寸划分的不同的小型卫星类型/《空天力量》杂志官网截图据悉,俄罗斯正在研发一种新的反卫星(ASAT)系统,美国认为这是针对其太空领域的武器清单中的一项。美国空军部的态势声明称:“获得并保持对对手的太空优势是转型后的太空部队的目标,这是重中之重。”美国的太空部队正在探索利用多轨道架构的方法,计划扩大“中地球轨道”(Medium earth orbit ,MEO)和“地球同步轨道”(Geosynchronous/geostationary earth orbit ,GEO)上的卫星数量,以增强现有星座,增强目标跟踪和其他任务的能力。今年年初,美国空军部曾表示美国应该在MEO和GEO上增加更多(卫星),这样可以使对手的目标计算复杂化以增强威慑,以及避免危及单个卫星或轨道。

GEO、MEO和LEO三种不同的卫星轨道的对比图/DgtiInfra官网截图中美两国小型卫星的对比

在小型卫星的整体数量方面,中美两国相比较,美国处于领先地位。根据调研机构BryceTech的2024年的报告数据显示,自2014-2023年,一共有10052颗小型卫星发射到太空中,美国以7420颗的数量占了几乎四分之三,其中的5652颗来自于美国SpaceX公司的星链(Starlink)项目的贡献,中国以719颗的数量位居第二。

各国小型卫星发射数量(2014年-2023年)/BryceTech官网截图自2014年至2023年,我国的小型卫星发射数量占比几乎一直在攀升,2023年,我国是全球发射小型卫星数量中占比最大的国家。

中、美及其他国家小型卫星发射数量占比图(2014年-2023年)/BryceTech官网截图抛开数据,我们来看看两国在小型卫星发展技术方面的对比:美国在小型卫星技术发展上起步早,技术成熟度较高,且创新能力较强,其在以下方面表现突出:• 技术创新:美国的航天企业和科研机构不断推动小型卫星技术的创新,如在卫星的设计、制造、材料、推进系统等方面有很多创新成果,使得小型卫星的性能不断提升,功能更加多样化• 星座组网:美国积极开展小型卫星星座的建设,通过大规模部署小型卫星形成星座,以实现全球覆盖的通信、导航等服务,在星座组网的规划、运营和管理方面积累了丰富经验。• 数据应用:美国的小型卫星能够高效地采集和传输大量数据,并在数据处理、分析和应用方面有较强的能力,广泛应用于商业、军事、科研等领域,创造了较高的经济价值和军事效益。中国在小型卫星的发展技术方面则有以下优势:• 快速研制与发射:中国具备快速研制和发射小型卫星的能力,能够在较短时间内完成卫星的设计、制造和发射任务,满足不同应用场景的需求。• 多领域应用:中国的小型卫星在通信、遥感、导航等领域得到广泛应用,并且在一些特定领域,如气象观测、国土资源监测等方面发挥了重要作用,为国家的经济建设和社会发展提供了有力支持。• 技术突破:中国在小型卫星的关键技术方面不断取得突破,如高精度控制、高分辨率成像、高效能源管理等,提升了卫星的性能和可靠性。同时,中国也在积极探索新的技术应用,如微小卫星编队飞行、卫星的智能自主控制等。总体而言,中、美两国在小型卫星数量和发展技术方面各有特点和优势。美国在数量和技术成熟度、创新能力等方面有一定优势,中国则在快速发展、多领域应用和技术突破等方面表现出色。未来,随着技术的不断进步和应用需求的持续增长,两国在小型卫星领域的竞争与合作将继续推动该领域的发展。小型卫星的未来发展方向

随着太空的作战性质变得更加明显,对新出现的太空威胁的快速反应将是一项至关重要的能力。小型卫星增加了使用卫星执行防御和进攻任务的可行性,配备不产生碎片的动能或非动能的小型“保镖”卫星可以部署在高价值卫星旁边,可以防止攻击。这种卫星的功能将类似于保护加油机或机载雷达的战斗机护航。因此,小型卫星以其独特的优势和广泛的应用领域其发展前景被广泛看好‌。根据太空及卫星调研机构EuroConsult在2023年发布的一份报告显示,预计小型卫星行业将在未来十年内(2023-2032)产生大约1105亿美元(约合人民币7846.8亿元)的市场价值,这得益于全球星座的补充周期,以及政府用户更复杂、成本更高的单颗卫星任务。

小型卫星市场发展前景图(2023年—2032年)/EuroConsult官网截图不过,高容量的市场也将会不断带来许多挑战,包括供应商的市场有限、盈利能力困难、供应过剩以及少数主要的参与者对市场的垄断性主导等等。尽管如此,小型卫星仍然为太空领域的新进入者提供了一个重要的市场进入机会。据 Euroconsult分析,随着越来越多的新兴国家和运营商寻求采购自己的小型卫星系统并发展其制造或发布能力,预计区域需求保留率和垂直整合在未来只会增加。因此,小型卫星预计将会在未成为军事及航空领域的重要力量。

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