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2018年12月19日 星期三
中青在线

把微型卫星藏进太空垃圾

本报特约撰稿 史春树   青年参考  ( 2018年12月19日   06 版)

    在电影《星球大战》中,韩·索罗曾把“千年隼”号飞船藏在一堆垃圾里。今后,这将不再是只存在于科幻故事中的情节。

    自从太空成为军事对抗的前沿,各国就一直想方设法保护自己的重要太空资产,以免它们被层出不穷的“卫星杀手”盯上。多亏了与日俱增的太空垃圾,人们现在想出一种新方法,让游荡于九天之上的“哨兵”和“间谍”有了藏身之所。

    别人的垃圾 自家的掩体

    据美国《大众机械》杂志网站报道,军用卫星的一大发展趋势是微型化,乃至用一群小卫星取代大型航天器。21世纪以来,美国国家侦察局(NRO)大力资助微小卫星的研制和发射。人们通常认为这种卫星的优点在于成本低廉,一枚火箭可以携带许多,但NRO更进一步,试图让它们混进围绕地球运转的大堆废弃物当中。

    作为官方机构,NRO拒绝回答如何让小卫星“隐身”,相关线索更多地来自民间防务承包商。“我们与军方合作,试图找出活用这些小东西的门道,”美国私营航天发射公司Vector创始人吉姆·坎特雷尔表示,“一个人的垃圾堆就是另一个人的掩体。”

    数十年来,美国、俄罗斯和其他国家一直在用雷达追踪进入太空的物体。美国空军建立了官方数据库,记录并研究轨道上物体的变化情况。然而,随着航天活动愈发频繁,地球轨道上聚集了越来越多的废弃物,有的是火箭助推器,有的是卫星零件。

    “要让它(小卫星)看起来像普通的碎片并不难。”智库“战略与国际研究中心”航天安全项目主管托德·哈里森指出,空间情景感知的最大难点,在于观测者无法用肉眼监视远在数百公里外的在轨物体,只能依靠雷达回波和特定角度的太阳光反射,难免挂一漏万。

    “小卫星的棘手之处在于它们难以追踪。”哈里森补充道,“你很难保证每次都能发现并盯紧同一个目标。”何况,凭现有技术,很难区分这些小卫星与漂浮在四周的太空垃圾。

    在对手眼皮底下“隐身”

    陆基跟踪设备能高效地探测太空垃圾,但这不等于它们能有效识别藏身于“垃圾堆”中的微型卫星。美国《星条旗报》曾报道称,美国空军打造新型“太空围栏”探测系统,一部正在太平洋上的夸贾林岛建造,另一部预定落户澳大利亚。由于部署位置靠近赤道,两部“太空围栏”能将近地轨道上的大多数物体尽收眼底。

    老式的太空监视雷达可以同步追踪2000个物体,最新锐的型号将探测能力扩充了5至10倍。不过,有业内人士认为,雷达探测能力的提升反而不利于分辨垃圾和卫星——就像在暴风雪中打开汽车大灯会降低能见度一样,屏幕上显示出的物体越多,雷达操作员掌握整体情况就越费力。当被《大众机械》询问这种观点的合理性时,负责制造“太空围栏”的美国洛克希德·马丁公司拒绝表态。

    “它(新型雷达)上线后,将能够‘拾起’小得多的物体。”哈里森解释说,“我们会发现,太空垃圾远比想象中多。这是把双刃剑:一方面,轨道上的单个物体更难隐藏行踪;另一方面,当你忙着检查新发现的碎片,真正的目标就更容易潜伏在‘背景噪音’中。”

    小卫星组队交锋为时不远

    卫星微型化改变了军用航天器的运用方式。仍以美国为例。NRO的王牌之一“锁眼”侦察卫星通常栖身于被称作“地球转移轨道”的高椭圆轨道上。这些“太空间谍”能以10厘米级的分辨率捕捉地面上的细节,每天两次拍摄地球上的任意地点。

    问题在于,这类卫星的运行路径是可预测的,这意味着敌方可以提前隐藏重大军事活动,甚至动用反卫星武器“守株待兔”。相比之下,和太空垃圾混在一起的微小卫星不易瞄准,而且由于数量众多、替换容易,不会让一国的天基军事能力在短期内出现巨大缺口。

    一个更巧妙的创意是:让一大群小卫星组成网络,它们以几乎无缝间隔的方式从人们头顶飞过,可以持续覆盖地球上的每个角落,令敌情尽在掌握。

    小型卫星还可以扮演普通卫星的帮手:低轨道上的小型卫星将数据发送到离威胁更远的高轨道卫星,后者有宽广的视野且通讯能力强大,能快速处理数据。

    有质疑者主张,微型卫星伪装得再好,对手在其发射信号时依然能通过被动定位手段捕捉到它。但这种策略不是100%有效的。哈里森指出:“我们可以利用某些不能穿透地球大气层的频率,如60千兆赫,这样就没人能从地球上听到小卫星说话了。”

    不难看出,微型卫星的存在有利于掩盖信息的原始来源,就像通过银行洗钱一样。站在对手的立场上,要彻底破解这样的小卫星网络,最好的办法是建立自己的小卫星部队,在宇宙中张开大网,近距离、全方位地捕捉风吹草动。

    这让人遐想一幅图景:近地轨道上奇形怪状的残骸中间,两批分属不同阵营的卫星静静对峙,都希望对方先暴露。《大众机械》称,这场“间谍游戏”注定会在寂静和隐秘中进行,没人知道玩家在哪儿,更预测不了谁会赢,广袤的太空是唯一的游戏场。或许,我们可以更大胆地猜测:在宇宙某个黑暗的角落,这场游戏已拉开帷幕。

 

把微型卫星藏进太空垃圾
美媒:俄神秘航天器潜入太空