【探索時分】星鏈幫助烏克蘭 改變未來戰爭形態

烏克蘭戰爭一開始,烏克蘭副總理費多羅夫呼籲SpaceX創始人馬斯克,將烏克蘭連接到星鏈。幾天之後馬斯克宣布,免費開通星鏈在烏克蘭的服務,並向烏克蘭發放上千份的星鏈終端。如果你購買星鏈服務的話,每個月要99美元,每個終端499美元。目前星鏈在烏克蘭的服務是免費的。我們今天就和大家看一看,星鏈是如何工作的?又如何能幫助到烏克蘭呢?

星鏈本身並不是什麼全新的概念,它的工作原理和其它的衛星網際網絡是一樣的,簡單來說,信號往返於你的終端和衛星之間,然後再由衛星傳輸到常規的路基地面站。以往你在家裡是通過光纖和基站相連,我現在只不過信號不走地下了,走空中通過衛星相連而已。

聽起來並不複雜,為什麼在過去,互聯網衛星這一概念並沒有大規模地使用呢?傳統的互聯網衛星,它的網絡延遲能達到500到600毫秒,這麼大的延遲對於你需要及時處理數據來說是無法操作的。光纖互聯網的延遲一般在20到50毫秒之間。之所以有重大的延遲,是因為傳統的互聯網衛星,衛星是處在地球同步軌道上的,地球同步軌道在地球上空35,000公里,所以數據在傳輸過程中消耗時間很長。那麼星鏈是如何解決這個問題的呢?

星鏈的衛星在近地軌道,高度只有550公里。高度減小了60倍,傳輸距離減小60倍,傳輸時間大大減小,所以星鏈的延遲能達到20毫秒以下,甚至快於光纖互聯網。

衛星軌道高度低了會帶來另外一個問題,你需要更多的衛星才能覆蓋整個地球。星鏈最終由12,000顆衛星組成的衛星網絡,截至2022年2月,共運行2,091顆衛星,能夠為地球上的大部分地區提供網絡連接覆蓋。這麼多的衛星好處是,你在世界任何一個給定的位置,都可以看到兩顆或者更多的衛星。這就意味著你將有更多的帶寬,更穩定的信號。

星鏈的工作原理

星鏈具體是怎麼工作的呢?我們舉個例子,比如你在台灣,你想和美國產生網絡通信聯繫,那你的信號先會發送到低軌衛星,距離你最近的那一顆。但是這顆衛星可能無法直接把信號發送到你想要去的地方,怎麼辦呢?它會發送給在軌道較高、運行速度較慢的衛星。然後這顆衛星呢,再把信號傳輸給能看到你目的地的軌道較低的衛星,再傳遞給地面。所以它在空中形成了一個衛星網絡,信號其實是在不同衛星間實行接力。

星鏈的衛星之間是使用激光發送信息包聯繫的,同時使用微波信號從地面天線發送和接收信息。每顆衛星將通過激光與4顆相鄰衛星相連。每部署60顆衛星就可以提供1TB的帶寬。為了穿越太空軌道,衛星配備了K離子推進器,K離子推進器利用電荷差將離子射向特定方向。

對於星鏈,只要你有終端,在世界任何一個地方你都能接收到網絡信號。馬斯克說,你只要把天線盤放在任何能清晰看到天空的地方,你就能從連上的衛星上接收信號。

星鏈如何幫助烏克蘭

星鏈在烏克蘭已經在幫助當地軍隊攻擊俄羅斯了。根據《倫敦時報》的報導,烏克蘭炮兵在使用無人機的時候,通過星鏈幫助自己更好地攻擊俄羅斯陣地。烏克蘭士兵表示,在無人機使用夜視功能觀察俄羅斯位置時,無人機需要通過星鏈將信號傳輸給炮兵部隊,根據這些信息炮兵進行火炮矯正,發動更精準的攻擊。

烏克蘭副總理告訴記者,星鏈的信號質量非常棒,我們已經使用了上千個終端,而每天都有新的終端到來。到目前為止,俄羅斯的黑客還沒有能夠成功地干擾星鏈的信號傳播。

烏克蘭數字部長費多羅夫說,現在烏克蘭的寬頻覆蓋率達9成,當出現大規模停電、位置過於偏遠,或為了維繫醫院等關鍵基礎設施運作時,星鏈可派上用場。

如果烏克蘭的網絡大規模崩潰,烏軍的「無人機戰士」仍然可以通過星鏈行動終端設備發送訊號,與他們的基地聯繫,並使用波蘭等鄰國的地面站。

3月27日「商業內幕」採訪了馬斯克,馬斯克表示,俄羅斯總統弗拉基米爾‧普京的戰爭行為必須被阻止。他說,「我認為美國政府所做的比人們可能意識到的要多。它只是不是很公開。」他補充說,「我們不能讓普京接管烏克蘭。這太瘋狂了。」

同時馬斯克還認為,任何敵人想要摧毀星鏈將會很困難,「這意味著需要大量的反衛星導彈。我希望我們不必對此進行測試,但我認為我們發射衛星的速度比它們(中俄)發射反衛星導彈的速度要快。」

星鏈對未來戰爭的影響

星鏈從誕生開始就受到美國國防部和軍方的高度重視,美國軍方也一直在和SpaceX合作研究星鏈的軍事用途。2020年10月,美國陸軍得出結論,「星鏈」低成本、不易被干擾、可替代全球定位系統(GPS),且精度更高。

2019年3月,美軍向SpaceX授出價值2,800萬美元合同,開展了驗證實驗。在11月的試驗中,「星鏈」為美軍飛機提供了高達610兆帶寬的網絡服務。2020年5月,美國陸軍與SpaceX公司簽署了一項合作研發協議。

我個人認為,星鏈的存在對於戰爭來說,是有著非常大的影響的。

星鏈是一個去中心化的可靠的通信網絡

什麼意思呢?我們傳統的光纖網絡是有核心節點的,最典型的就是各種海底光纜,基本上出入口就那麼幾個,你摧毀了核心節點就能癱瘓掉整條光纜。比如中國大陸光纜的入口分別在青島、上海和廣東汕頭。

但是星鏈是不一樣的,它是去中心化的。目前在地球上空有2,000多個星鏈衛星,未來將會達到上萬顆,一旦發生交戰,你就算把對方的幾十顆衛星打落,甚至幾百個衛星打落,都不會影響這個通信網絡的運行。也就是說,戰時星鏈將是一個可靠的通信網絡。比如2021年3月,美國空軍就在AC130空中炮艇和KC135空中加油機上,測試了星鏈的太空互聯網能力。

通過星鏈可遠距離控制無人戰車、無人機

星鏈作為一個可靠的通訊手段,這就意味著美國軍方可以利用星鏈衛星,向無人戰車、機器人、無人機提供超視距的通信服務。現在的無人機需要通過通信方式和後方聯繫,由軍方人員進行遙控,這就意味著無人機和指揮中心之間有距離限制。太遠了,你的信息無法傳遞。

但是星鏈的存在,就意味著在世界任何一個地方我們都可以實現通信,無人機的指揮系統可以布置在全球任一地點。比如,我坐在美國就可以控制烏克蘭的無人機,或者是未來的無人戰車。這樣就真正地實現了決勝千里之外,未來的戰爭將是看不見人的遠程戰爭。

我們以全球鷹無人機為例子。全球鷹無人機使用的是衛星通信,但是衛星通信延遲高,作為圖像傳遞沒有太大的問題,但是當飛機起飛降落的時候,半秒的延遲可能造成飛行事故。怎麼辦呢?

全球鷹的遠程操控分為兩組。一組人員在空軍基地,專門負責飛機的起飛和降落,它不使用衛星通信,使用的是當地的數據鏈通信,延遲低。但是一旦飛出很遠的距離,就由另一組人員在指揮中心進行遠程操控,使用的就是衛星通信。雖然延遲高了一點,但是在空中飛行的時候,對延遲要求低。

可是如果有了星鏈之後,就不存在這個問題了,一組操作人員就可以全程操控。

通過星鏈核潛艇可以快速及時和軍方通信

網絡對於核潛艇來說可能是至關重要的,因為核潛艇在海底幾百米的深度航行,行動是非常機密的,甚至就連自己人都可能不知道核潛艇具體的位置。長久以來核潛艇對外聯繫和通信一直是一個難題。因為海水的存在使得電磁波難以穿透,傳統的通信方式難以進行。

目前潛艇一般都是用長波通信,長波通信電磁波波長非常長,有一定穿透海水的能力,但是傳遞內容太少,因為波長很長嘛,所以半天才能傳遞一個字。

可是使用星鏈衛星之後,那麼核潛艇無論在何處,都可以是放一個專用的通信浮標,就可以和美國軍方完成快速和及時的通信。

通過星鏈可以完成指揮系統和導彈的溝通

人們不僅可以利用星鏈和彼此溝通,也可以用星鏈和導彈溝通。

我們知道導彈在飛行過程中,因為敵方目標的變化,導彈的飛行軌跡也需要不斷更新,導彈和指揮系統之間會形成一個數據鏈,進行溝通信息。比如美國有著名的A射B導,就是軍艦在沒看到敵人的情況下就先發射導彈,導彈飛行到空中,由預警機接力指揮,將捕捉到敵方飛機或者導彈的信息傳遞給自己的導彈,導引導彈飛向目標。

這樣一個信息交換的過程,現在或者是未來可以通過星鏈進行了。這就意味著你不需要再考慮導引導彈的方式,只要你能看得到對方,你就能夠導引導彈打到對方,你的延遲不過就是20毫秒。

星鏈可以成為早期預警系統的一部分

對於現在的美國來說,傳統的數據鏈傳遞超過200公里就失效了,比如LINK16的範圍就是185公里。那麼基於星鏈,美國可以開發出覆蓋全球的數據鏈。

星鏈衛星由於基數大,雖然是通信衛星,但是未來美國軍方可以和星鏈衛星合作,在這些通信衛星的基礎上增加一些感測器,使得美國軍方能夠通過星鏈衛星監視地球上的情況,比如可以紅外探測,監視洲際導彈發射的情況,成為美國早期預警系統的一部分。

我們今天和大家簡單地分析了一下星鏈的工作原理,星鏈對烏克蘭的幫助,和星鏈對未來軍事戰爭的重大影響。

可以預見的是,未來各個國家將會爭先恐後地建造星鏈一樣的低軌通信衛星網絡,因為星鏈對未來軍事的幫助是非常巨大的。俄羅斯這次如果有星鏈,就不會有這麼多電話被烏克蘭人竊聽,暴露了自己的軍事情報和將軍的位置。所以在得知馬斯克向烏克蘭開放星鏈之後,俄羅斯外交部長非常生氣,但是也無可奈何。

我是子定,我們下期節目再會。

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探索時分】節目組製作

責任編輯:李昊#

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