破坏美顶级侦察卫星轨道?中国G60星座发射:美太空军司令恼羞成怒

星辰大海评军事 2024-09-02 21:04:49

据印媒《欧亚时报》9月1日报道称,美国太空司令部司令史蒂芬·怀廷将军称北京方面在下次发射的火箭若留下持久性太空垃圾时应该向华盛顿发出警报,而不是强迫美国解决轨道问题。据此前公开的资料,这是发射G60星座卫星的上面级钝化后发生爆炸所致,美国敦促中国解决上面级爆炸的问题。

不过据知名大V解读称,之所以上面级在这个高度莫名其妙发生爆炸,是因为美国侦察卫星正在这个高度工作,据美国太空部队预计,这次上面级爆炸产生了大约700~900个可追踪碎片!大V表示,接下来美国的侦察卫星在这条轨道上闪挪腾移就够他们忙的了,接下来很长一段时间内都不得安宁!

中国G60星座发射:上面级爆炸到底是怎么回事?

8月6日14时42分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭,成功将千帆极轨01组18颗卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,“千帆星座”的首批组网星任务成功完成。

“千帆星座”也称“G60星链”,是我国正在组建的低轨宽频多媒体卫星互联网,这是面向普通大众通信需求建设的星座,能够提供大带宽、低时延、高质量、高安全性、全球覆盖的卫星互联网服务。与SpaceX目前正在建设的星链功能类似,未来将成为全球民众在任何地区接入互联网的重要选择。

上面级突发爆炸:700多块碎片飞出

据美媒SpaceNews报道称,8月7日,太空追踪和数据分析公司Slingshot Aerospace 注意到在中国千帆星座的部署转移轨道上出现了大量碎片,高度为810千米,至少大约有700块碎片,也可能超过900块碎片,8月8日,美太空军司令部表示,他们正在追踪这次事件发生的300多个碎片,时刻注意是否会对美国的太空资产发生威胁。

问题来了,这是中国发射的卫星碎片吗?答案是“基本上应该是”,种花家查了8月6日发射的千帆卫星发射的轨道数据,大致轨道为790 x 815 千米; 倾角为89.0°极轨,Slingshot Aerospace检测到的轨道高度与倾角差不多,按上面级火箭的高度比卫星高度略低确认,基本上就是中国千帆星座发射产生的碎片了。

碎片是怎么来的?大V说的引爆是真的吗?

从目前公开的信息来看,是千帆星座01组卫星发射的CZ-6A火箭的上面级卫星完成任务后发生的爆炸,所致,只是在爆炸这个角度分析却又两种不同的说法,一种是上面级钝化没有处理好发生的爆炸,这个说法是具有一定的可信度。

右侧围上面级

火箭钝化处理是一种常见的“无害化”处理方式,因为火箭在发射任务完成后就会被废弃在转移轨道上,此时尽管火箭已经完成使命,但火箭的燃料箱中还有部分燃料,提供压力的高压气瓶中也有大量剩余高压气体,特别是上面级,一般都是使用高压氦气+肼类燃料作为火箭动力,肼类燃料具有腐蚀性,应尽快将燃料释放,同时将高压气瓶中的气体释放,避免在运行过程中遭遇撞击或者太阳暴晒、腐蚀等导致破损后发生爆炸。

已经完成任务的火箭其实就是太空垃圾,这种大型垃圾比较容易观测与追踪,如果爆炸则会形成更小的碎片难以追踪,因此在不得不废弃火箭成为太空垃圾时最好能不爆炸以便追踪;从这个角度考虑,CZ-60A的上面级可能在未来得及钝化处理的情况下就爆炸了,也有可能是钝化处理失败。

另一个说法就是某大V说的引爆上面级,影响美侦察卫星的运行,这位大V的ID就不说了,最近火爆的千万级粉丝大V,大部分节目都说得挺有意思,种花家也大都听过,但是这个说法到底有没有逻辑,各位可以评判下:

千帆星座轨道高度200~300千米;CZ-60A的上面级在完成任务后轨道跃升到800千米左右的高度;爆炸碎片影响了美锁眼侦察卫星的运行,因为锁眼侦察卫星也在这个高度;

这位大V犯了几个概念性的错误,一个千帆星座的01组卫星高度在815千米左右,倾角为89°的极轨卫星;另一个是千帆星座确实有更低轨道的卫星,轨道高度300~500千米,但第一阶段的1296颗卫星都在比较高的轨道上,所以不存在上面级任务完成后轨道跃升的说法;

另一个是200~300千米的轨道一般不会配置长期运行的大量卫星,因为在这个轨道上高度衰减太快,即使有离子电推星载火箭都来不及轨道维持,因为一阵“太阳风”可能会导致地球高层大气密度出现变化,导致轨道快速衰减。同时必须要说明,发射200~300千米高度卫星的火箭不需要上面级“摆渡”,只需要本体即可,因为火箭最基本的就是LEO轨道的运载能力,同时CZ-6A的发射路径已经是非常接近极轨。

还有一个是美国锁眼卫星的轨道,同样是800千米左右,但太阳同步轨道是一条逆行轨道,也就是轨道倾角大致在98°左右,与CZ-6A的碎片存在一定的夹角,从理论上来看,每圈都存在交会夹角,确实可能会影响运行,当然不要理解成这里的碎片将会永久导致锁眼无法工作,因为锁眼卫星只要略微调整下高度与倾角,即可继续对地观测,因此以爆炸碎片影响锁眼运行的说法并不准确。

美国太空司令部司令史蒂芬·怀廷将军的说法是否是对锁眼卫星造成影响恼羞成怒,8月14日,外交部发言人林剑表示:

有关活动是根据国际法和国际惯例开展的和平利用外空活动。中方已采取必要措施,正在密切监测有关轨道区域,开展数据分析。作为负责任大国,中方高度重视空间碎片减缓,在外空活动中积极履行相关国际义务,规范本国航天活动,要求在卫星、运载火箭完成任务后实施空间碎片减缓相关措施,促进保护外空环境,维持外空活动长期可持续性,

对于碎片的产生,我们也不想,但这意外产生了也是没有办法的事!中国确实也非常重视碎片减缓的操作,目前已经有计划改进火箭,但这个事情不能操之过急,我们有自己的步调与计划。

千帆星座与星链:到底哪个更优秀?

星链与千帆星座都是近地轨道互联网星座,其原理都是类似,两者共通之处是都利用近地轨道上的卫星作为链路接入的中继卫星,这个有点像家里面积比较大的无线中继设备,比如路由器放在书房,经过客厅到卧室,由于距离比较远卧室的信号太差,因此在客厅放一个无线中继的设备,卧室信号瞬间满格。

星链和千帆星座原理也差不多,都是利用近地轨道上经过的卫星,将地面接入者通过卫星的天线转发到最近的地面接入点,如果在无人区或者大洋的中部,那么卫星会通过星间链路将数据抵达最近的地面站落地,可能会经过多颗卫星,这个不是使用者需要管理的,而是星间链路自行完成路由,只要取值最短路由路径即可,就像一台三层交换机操作那么快捷方便。

一般而言,地面使用者需要一个接入客户端,使用的是一个相控阵天线,这种天线可以将波束在不改变平板天线方向的条件下在一定范围内指向卫星,这就不需要伺服天线支持,大大节省了成本;同时卫星也使用一个相控阵天线,在地面上行波束指向卫星的同时回应一个下行波束,这样就完成了一条链路的建立。

在未来某个阶段,两者也都会实现手机直连卫星,不过从功耗来看,手机直连卫星发射功率会增加不少,如果在野外长期用这种功率建立连接并大量跑数据,那么电池的续航时间会大幅缩短以及手机发热也会比较严重,比较适合应急连接,不能作为待机数据连接。

两者不同之处:千帆星座存在“高轨”卫星

星链卫星总数达到了4.2万颗,目前大约已经发射了近7000颗,其中有5770颗在轨运行;千帆星座总数为1.4万颗,目前在轨18颗,才刚刚开始组网,两者在轨道上存在不少差异:

星链组网:345~570千米轨道,基本覆盖从42°到97.6°的轨道;

千帆星座:早先公布时在1100千米的轨道上建立一个卫星网格,目前该计划已经变成在1000千米高度轨道建立一个1296颗卫星的星座,其余卫星分布在300~500公里,不过目前第一批发射的卫星高度在815千米。

从两者的轨道差异来看,SpaceX的应该是面向所有用户都是同一个联网的卫星网,但中国的千帆星座可能是将需求分离的:

800~1000千米高度,分配给地面客户端的客户使用;300~500千米:手机接入端;

前者保持全球覆盖,因为带天线的客户端可以用更大功率的天线,功率大小一般应该不在考虑之内,但手机续航就对电池很敏感了。后者保证手机接入功率与速率问题,两者功能区隔,成本可以做到最低,但功能上并不会弱于SpaceX的星链。

另一个必须要提醒一下的是目前美国在相控阵天线上使用氮化镓或者砷化镓受到了镓产量的限制,应该不太可能还能满足马斯克生产卫星的需要,种花家大胆猜测一下,极有可能中国的千帆星座上会用上氮化镓相控阵发射单元,这个将解决发射大功率的问题,能以更高的速度以及更微弱的信号拾取。想象一下,未来用氮化镓相控阵天线经过天基卫星互联网星座接入全球互联网,那真是太牛逼了。

千万别小看星链:星盾正在建设

SpaceX的星链发展比较早,目前根据美军的需求已经深化到了星盾以及建设通用侦察平台,未来美军将不再通过星链传递自己的联网需求,而是通过星盾专用卫星,这一点星链确实走到了前面,种花家认为,中国的千帆星座肯定有这方面考虑,甚至在第一阶段发射的1296颗卫星中就有可能有这个用途,因为这一组完成后已经可以全球组网,在军用上先行完成建设也是可以理解的。

不得不说马斯克在考虑星链上时也是下了一番功夫,300~500千米的轨道,看似很浪费卫星,但在发射时确实成本更低,并且可以直接使用近地轨道火箭即可发射,不需要专门的上升级,而是使用卫星离子火箭爬升,离轨时再使用火箭减速提早离轨,设计上相对比较完美;但也就火箭垃圾少了点,卫星垃圾一点都没少,因为很多星链卫星的退役就是因为失控或者失去联系,这造成了近地轨道上的太空垃圾隐患。

当然在现阶段没有一个国家敢说解决了太空垃圾问题!最多也不过就是今天我嘲笑你,明天你嘲笑我,等到未来成本更低以及变轨销量更高的时候去弄几个AI控制的机器人清扫太空垃圾去。

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评论列表
  • 2024-09-03 08:56

    不可控因素所致,望各国理性看待[笑着哭][呲牙笑]

  • 2024-09-03 09:32

    这样说我们是做对了吧[呲牙笑]

  • 2024-09-03 20:46

    哈哈,够他们忙乎的

  • 2024-09-04 00:37

    堵死这龟孙的路!

星辰大海评军事

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