“星鏈”上艦！美國海軍喜提Wifi自由，背後潛藏太空軍備計劃

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編者按：在互聯網時代，人們的日常生活已經與上網息息相關，Wifi 網絡幾乎是家庭生活必備條件。漂泊在大洋之上的海軍艦艇受通信條件所限，未必能夠享受流暢的網絡服務。然而，根據外媒報道，美國海軍 " 林肯 " 号航母在海外部署期間，居然實現了 Wifi 自由，惬意地上網刷劇看直播，而這一切還要感謝馬斯克大爺的 " 星鏈 " 系統……

2024 年 2 月 11 日，在遠海執行任務的美國海軍 " 林肯 " 号航空母艦上，水兵們将所有飛機停到了 1 号機庫和 3 号機庫，而空出來的 2 号機庫變成了娛樂場所，大兵們在這裏吃爆米花，玩電子遊戲，聽派對音樂以及觀看 " 超級碗 " 橄榄球賽直播。連接到互聯網的投影儀将舊金山 49 人隊 VS 堪薩斯城酋長隊的比賽畫面映射在一面 300 英寸見方的幕布上，約 800 名水兵實時享受了這種以往只有軍艦靠岸時才可能提供的網絡流媒體服務。在流暢直播的同時，還有大約 1800 名官兵接入艦上的 WiFi 系統。這些不當值的艦員利用互聯網在 " 林肯 " 号這座幾千人的海上封閉堡壘中浏覽着精彩的外部世界，和親友們互動，一掃長年累月孤懸海外的寂寞。

■2024 年 2 月美國海軍 "林肯"号航母的官兵們在機庫内收看"超級碗"橄榄球賽直播。

" 林肯 " 号只是一個開頭。根據美國海軍信息戰系統司令部的一篇報道，美國海軍的每艘軍艦都将開通互聯網，而為此提供技術支持的就是以 " 星鏈 "（Starlink）為代表的低軌道衞星。

在過去 30 年間，美國海軍遠洋艦艇的通信一直依賴國防部的軍用通信衞星，6 顆衞星位于地球靜止軌道上，高度大約 36000 千米，這意味着艦艇和衞星之間的距離幾乎趕上地球周長，由此帶來的時延可長達 600 毫秒。

■地球靜止軌道（Geostationary Earth Orbit）和其他較低軌道之間的高度對比。

而 " 星鏈 " 和 " 一網 "（OneWeb）這樣的系統就不同，它們的衞星距離地球僅 600~1200 千米，7000 多顆在軌運行的衞星構成一張龐大的星網，有能力為茫茫大海中的船只提供更快的互聯網連接。在通信技術日新月異的今天，低軌衞星的信号時延理論上可以實現與地面光纖相仿。衞星通過集成化、模塊化的設計大幅降低了成本，甚至可壓縮到百萬美元以内。這一足夠便宜、可以大規模部署的信息基礎設施能夠跨越國界、穿透主權地覆蓋全球，而且具有相當的穩健性，個别節點的損毀或故障并不影響其承載的互聯網業務。在技術人員将凱美塔公司的衞星天線和其他終端設備搬上 " 林肯 " 号航母後，該艦官兵就開啓了低軌道衞星帶來的互聯網幸福時光。

■凱美塔公司的衞星天線安裝在"林肯"号航空母艦上，為艦員們提供了流暢的 Wifi 信号。

" 星鏈 " 傳奇

" 星鏈 " 是伊隆 · 馬斯克的 SpaceX 公司推出的近地軌道通信衞星系統，可以在全球範圍内提供高速互聯網接入服務。在太空中，該系統擁有數千顆小衞星飛行在距離地面幾百或上千千米的軌道上。這些自重僅 200 多千克的衞星配備與地面終端通信的相控陣通信天線、衞星間通信的激光轉發器和用于精确定位的星軌導航系統。衞星由太陽能電池陣列提供能量，還搭載了以氪為燃料的離子推進器，用于衞星維持高度和變軌。

■在近地軌道運行的" 星鏈 "衞星，這樣的衞星數量已經超過 6000 顆！

在地面上，" 星鏈 " 系統由地面站和用户終端組成。地面站将天上的衞星與 Internet 連接起來，而用户終端就是一個披薩盒大小、重量數千克的碟形或平板天線，與太空近地軌道上的衞星傳遞信息。普通用户的手機或其他設備只要連接到 " 星鏈 " 的用户終端（具體是和天線相連的 Starlink 路由器），就可以像連接家裏的 WiFi 一樣享受互聯網了。

■架設在庭院中的" 星鏈 "終端天線，輕便易攜，使用方便。

■" 星鏈 "系統的拓撲結構，通過大量近地軌道衞星實現了全球範圍的互聯網高速連接。

" 星鏈 " 衞星造價低廉，再加上 SpaceX 公司在低成本運載火箭方面的技術優勢，每顆衞星的成本加上發射費用後也才 50 萬美元，這讓 " 星鏈 " 衞星的密集發射成為可能。例如，2021 年 1 月，SpaceX 公司在美國佛羅裏達州的卡納維拉爾角通過 " 獵鷹 9" 運載火箭将 143 顆 " 星鏈 " 衞星送入軌道。目前，已有 6359 顆 " 星鏈 " 衞星在太空中飛行。

■ 2019 年 11 月 11 日，" 獵鷹 9" 火箭攜帶 60 顆 " 星鏈 " 衞星從卡納維拉爾角發射升空。

民用 or 軍用？

本文開篇提到的 " 林肯 " 号航母安裝 " 星鏈 " 終端，水兵們喜提互聯網，刷劇刷推特看球賽直播，但顯然這個新聞事件的重點并不在于講述一則軍旅生活福利的故事，更映射出 " 星鏈 " 系統的軍事應用場景。

雖然馬斯克一直為 " 星鏈 " 打造 " 民用 " 人設，但是這項宏偉的太空計劃的 " 含軍量 " 一直都是輿論的焦點，而在 2022 年俄烏戰争爆發後，" 星鏈 " 系統支持烏軍作戰已經是公開的秘密。SpaceX 在波蘭、土耳其、立陶宛、羅馬尼亞等烏克蘭周邊國家部署地面信關站，并向烏克蘭提供了超過 20000 台 " 星鏈 " 地面終端，以實現為其提供天基互聯網服務的目的。

■一名烏克蘭士兵在架設 " 星鏈 " 終端天線，" 星鏈 " 為烏軍提供通訊支持已是公開的秘密。

2022 年 5 月 19 日，俄羅斯國防部下屬的紅星電視台報道，被俘的烏克蘭海軍陸戰隊第 36 旅參謀長克爾緬科夫承認，烏軍在亞述鋼鐵廠内使用 " 星鏈 " 與烏軍總參謀部取得聯系，這也是俄媒首次公布 " 星鏈 " 為烏軍所用的證據。烏克蘭國防部也在 2022 年 6 月 11 日發出推文稱，SpaceX 向烏克蘭情報部門轉交了 " 星鏈 " 地面終端設備。

在持續兩年多的俄烏戰争中，" 星鏈 " 對烏軍的幫助極大，尤其是在重創俄羅斯黑海艦隊的一系列行動中，" 星鏈 " 對于烏軍實現對無人打擊平台的遠程操控不可或缺。一般而言，無人機或無人艇的活動範圍受到地面站通信能力的限制，黑海艦隊在克裏米亞半島上的主要基地很難遭到烏克蘭無人平台的打擊。但是，地面站通過太空中的 " 星鏈 " 對無人平台實現指揮控制的話，則其作戰半徑就大大增加了，足以打擊俄羅斯塞瓦斯托波爾等軍港。2024 年 2 月 14 日，烏克蘭出動 MaguraV5 無人艇在 " 星鏈 " 協助下擊沉俄羅斯大型登陸艦 " 凱撒 · 庫尼科夫 " 号，就是一個成功的戰例。

■1943 年 2 月 14 日，蘇聯海軍軍官凱撒 ·庫尼科夫陣亡，2024 年 2 月 14 日以他命名的登陸艦被擊沉，仿佛是一個情人節的宿命巧合。

盡管媒體也報道過馬斯克曾故意關閉相關區網域的 " 星鏈 " 服務以阻止烏軍對黑海艦隊的襲擊，SpaceX 也抱怨過不可能永遠免費向烏克蘭提供 " 星鏈 " 服務，但 " 星鏈 " 在戰場上為烏軍提供的極大幫助是毋庸置疑的。

" 星鏈 " 在烏克蘭戰場上的星光燦爛當然不是烏軍對于科技應用的靈機一動，實際上從 " 星鏈 " 計劃提出之初，美國軍方就對馬斯克嘴裏的這個 " 民用項目 " 青睐有加。

美國空軍從 2018 年開始在軍用加油機 / 運輸機平台上進行 " 星鏈 " 測試，證明 AC-130" 空中炮艇 " 可以連接到 " 星鏈 "。2022 年 3 月，美國猶他州希爾空軍基地第 388 戰鬥機聯隊對 F-35A 的前線敏捷部署進行了高速通信測試，其中的關鍵就是 " 星鏈 " 衞星。通過 " 星鏈 " 衞星實現的信息傳輸速度比此前通過軍用衞星時提升了 30 倍，達 160MByte。美國陸軍從 2020 年 5 月開始對 " 星鏈 " 衞星跨網絡數據傳輸能力進行了為期 3 年的合作研發測試。美國及其盟友在 2022 年于葡萄牙海岸舉行的軍演中将約 120 架 / 艘無人機、無人艇和無人水下航行器通過 " 星鏈 " 整合到同一個網絡中。

■一名海軍陸戰隊員在 " 路易斯 · 普勒 " 号遠征移動基地艦上架設 " 星鏈 " 終端天線。

回到前述的 " 林肯 " 号航母開通 " 星鏈 " 服務的新聞，高速互聯網除了為水兵帶來 " 超級碗 " 的熱辣滾燙，還為軍艦和友軍之間的作戰會議帶來了極大便利，如 " 林肯 " 号上的戰鬥系統軍官凱文 · 懷特就在 " 星鏈 " 支持下和意大利 " 加富爾 " 号航母上的同行進行了視頻通話，讨論了兩艦之間的雙邊演習問題。一些機密戰術應用程式也搭上 " 星鏈 " 這條信息高速公路，比如一款名為 Flank Speed Edge 的應用程式就能夠将 TB 級的數據從雲端傳輸到航母的計算機系統中，使 " 林肯 " 号的保障部門能更高效地預訂備件和燃料，更輕松地管理各種補給物品。當然，考慮到 " 星鏈 " 畢竟有民用性質這一事實，" 林肯 " 号上密級更高的信息尚不能通過該系統傳輸。

■"林肯"号航母的戰鬥系統軍官凱文 · 懷特通過 " 星鏈 " 系統與意大利海軍同行進行視頻通話。

" 星盾 " 上線

與 " 星鏈 " 系統亦軍亦民的薛定谔狀态不同，軍用性質在 SpaceX 的 " 星盾 " 項目（Starshield）上則體現得無比清晰。公布于 2022 年 12 月的 " 星盾 " 項目直接服務于美國軍方，在 " 星鏈 " 技術的基礎上提供地球觀測、安全通信和載荷托管等服務。為了實現上述目标，" 星盾 " 衞星必須比已發射的 " 星鏈 " 衞星更大、更重、更為先進，據稱其版本為 2.0。

■"星盾"系統衞星在太空運行的效果圖，" 星盾 " 為 " 星鏈 " 的軍用版本。

" 星鏈 " 衞星目前已經發展了數個版本：

V0.9 是 SpaceX 的原型衞星，于 2019 年 5 月首次發射，單個重量約 226 千克；

V1.0 衞星于 2019 年 11 月首次發射，配備了相控陣天線，單個重量約 258 千克；

V1.5 衞星于 2021 年 9 月首次推出，配備了衞星間激光通信系統，使衞星之間能夠直接相互通信，單個重量約為 306 千克，每顆衞星能夠支持 18～20 Gbps 的帶寬。

V2.0 mini 衞星于 2023 年 2 月首次發射，重量達到 800 千克，太陽能陣列翼面積達到 V1.5 的 4 倍以上，通信能力是 V1.5 的 4 倍。

上述版本均有發射記錄，而長度達到 7 米、重達 1.25 噸的最強 " 星鏈 " 衞星 V2.0 則要等到所需的運載工具 " 星艦 " 完成開發後才能實現部署。屆時 " 星盾 " 衞星數量預計将達到 30000 顆，分布在 328~614 千米高度的近地軌道上。

■截至目前 " 星鏈 " 各版本衞星的發射數量，最新的 V2 版本尚無發射記錄。

2021 年，SpaceX 與美國國家偵察局（National Reconnaissance Office，NRO）籤署價值 18 億美元的合同，建設一個機密的地球觀測衞星星座，在搭載了軍方的觀測載荷後，有媒體評論 " 星盾 " 将成為 " 飛在太空中 CIA（中央情報局）"。

美國國防部的聯合全網域指揮與控制（Joint All Domain Command and Control，JADC2）項目的開發目标是将傳感器、射手和目标連接起來，以及在全球範圍内鏈接各軍種的 Link 16 數據鏈，其中衞星系統将發揮不可或缺的作用：

1）超視距瞄準移動目标，例如針對敵方船只或移動導彈發射器生成火控方案，需要從太空中實時對其進行檢測和跟蹤；

2）檢測、預警和跟蹤導彈和其他飛行器，例如及時發現敵方彈道導彈的發射，并對其在大氣層内外的軌迹進行跟蹤和預測，幫助己方反導武器命中目标。

■美軍正在發展的聯合全網域指揮與控制系統需要高效的衞星通信網絡才能正常運行。

" 星盾 " 系統的出現無疑能為上述目标的實現提供極大的助力，尤其是在搭載反導載荷後可以對敵導彈軌迹進行全程實時跟蹤，在預警的同時具有反導攔截的可能性，支持美軍新一代所謂 " 國防太空架構 " 中的跟蹤層功能。美國太空軍計劃在未來的導彈預警體系中取消大型昂貴的地球同步軌道衞星，重點發展低軌衞星。

■未來低軌衞星系統監視彈道導彈的作戰概念圖。

多網域戰、馬賽克戰、分布式作戰等新型作戰概念在美國各軍種中逐步得到深化，其中，低軌衞星星座增加了戰場通信、偵察手段，未來還有具備反衞星和電子幹擾等潛在功能。

結語

" 林肯 " 号航母官兵通過 " 星鏈 " 見證了 " 超級碗 " 賽場中堪薩斯城酋長隊逆轉對手赢得橄榄球決賽的激動時刻，而 " 星鏈 " 所處的太空卻是另一個更為壯觀激烈的角逐場。" 星鏈 " 系統作為近地軌道上最耀眼的星座，已經将太空領網域的軍事意義昭告于全世界，包括東方某大國在内的諸多國家也紛紛力争在這一新賽道上有所作為，推出自己的低軌衞星組網計劃。盡管 " 星鏈 " 在較量中已占先機，但決賽還未開始，一切仍充滿變數。作為後發者，應在充分認識到 " 星鏈 " 和 " 星盾 " 重大軍事意義的基礎上，以我為主，厚積薄發，實現在這條科技賽道上的彎道超車。

作者有話説

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