【探索时分】星链帮助乌克兰 改变未来战争形态

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乌克兰战争一开始,乌克兰副总理费多罗夫呼吁SpaceX创始人马斯克,将乌克兰连接到星链。几天之后马斯克宣布,免费开通星链在乌克兰的服务,并向乌克兰发放上千份的星链终端。如果你购买星链服务的话,每个月要99美元,每个终端499美元。目前星链在乌克兰的服务是免费的。我们今天就和大家看一看,星链是如何工作的?又如何能帮助到乌克兰呢?

星链本身并不是什么全新的概念,它的工作原理和其它的卫星网际网络是一样的,简单来说,信号往返于你的终端和卫星之间,然后再由卫星传输到常规的路基地面站。以往你在家里是通过光纤和基站相连,我现在只不过信号不走地下了,走空中通过卫星相连而已。

听起来并不复杂,为什么在过去,互联网卫星这一概念并没有大规模地使用呢?传统的互联网卫星,它的网络延迟能达到500到600毫秒,这么大的延迟对于你需要及时处理数据来说是无法操作的。光纤互联网的延迟一般在20到50毫秒之间。之所以有重大的延迟,是因为传统的互联网卫星,卫星是处在地球同步轨道上的,地球同步轨道在地球上空35,000公里,所以数据在传输过程中消耗时间很长。那么星链是如何解决这个问题的呢?

星链的卫星在近地轨道,高度只有550公里。高度减小了60倍,传输距离减小60倍,传输时间大大减小,所以星链的延迟能达到20毫秒以下,甚至快于光纤互联网。

卫星轨道高度低了会带来另外一个问题,你需要更多的卫星才能覆盖整个地球。星链最终由12,000颗卫星组成的卫星网络,截至2022年2月,共运行2,091颗卫星,能够为地球上的大部分地区提供网络连接覆盖。这么多的卫星好处是,你在世界任何一个给定的位置,都可以看到两颗或者更多的卫星。这就意味着你将有更多的带宽,更稳定的信号。

星链的工作原理

星链具体是怎么工作的呢?我们举个例子,比如你在台湾,你想和美国产生网络通信联系,那你的信号先会发送到低轨卫星,距离你最近的那一颗。但是这颗卫星可能无法直接把信号发送到你想要去的地方,怎么办呢?它会发送给在轨道较高、运行速度较慢的卫星。然后这颗卫星呢,再把信号传输给能看到你目的地的轨道较低的卫星,再传递给地面。所以它在空中形成了一个卫星网络,信号其实是在不同卫星间实行接力。

星链的卫星之间是使用激光发送信息包联系的,同时使用微波信号从地面天线发送和接收信息。每颗卫星将通过激光与4颗相邻卫星相连。每部署60颗卫星就可以提供1TB的带宽。为了穿越太空轨道,卫星配备了K离子推进器,K离子推进器利用电荷差将离子射向特定方向。

对于星链,只要你有终端,在世界任何一个地方你都能接收到网络信号。马斯克说,你只要把天线盘放在任何能清晰看到天空的地方,你就能从连上的卫星上接收信号。

星链如何帮助乌克兰

星链在乌克兰已经在帮助当地军队攻击俄罗斯了。根据《伦敦时报》的报导,乌克兰炮兵在使用无人机的时候,通过星链帮助自己更好地攻击俄罗斯阵地。乌克兰士兵表示,在无人机使用夜视功能观察俄罗斯位置时,无人机需要通过星链将信号传输给炮兵部队,根据这些信息炮兵进行火炮矫正,发动更精准的攻击。

乌克兰副总理告诉记者,星链的信号质量非常棒,我们已经使用了上千个终端,而每天都有新的终端到来。到目前为止,俄罗斯的黑客还没有能够成功地干扰星链的信号传播。

乌克兰数字部长费多罗夫说,现在乌克兰的宽频覆盖率达9成,当出现大规模停电、位置过于偏远,或为了维系医院等关键基础设施运作时,星链可派上用场。

如果乌克兰的网络大规模崩溃,乌军的“无人机战士”仍然可以通过星链行动终端设备发送讯号,与他们的基地联系,并使用波兰等邻国的地面站。

3月27日“商业内幕”采访了马斯克,马斯克表示,俄罗斯总统弗拉基米尔‧普京的战争行为必须被阻止。他说,“我认为美国政府所做的比人们可能意识到的要多。它只是不是很公开。”他补充说,“我们不能让普京接管乌克兰。这太疯狂了。”

同时马斯克还认为,任何敌人想要摧毁星链将会很困难,“这意味着需要大量的反卫星导弹。我希望我们不必对此进行测试,但我认为我们发射卫星的速度比它们(中俄)发射反卫星导弹的速度要快。”

星链对未来战争的影响

星链从诞生开始就受到美国国防部和军方的高度重视,美国军方也一直在和SpaceX合作研究星链的军事用途。2020年10月,美国陆军得出结论,“星链”低成本、不易被干扰、可替代全球定位系统(GPS),且精度更高。

2019年3月,美军向SpaceX授出价值2,800万美元合同,开展了验证实验。在11月的试验中,“星链”为美军飞机提供了高达610兆带宽的网络服务。2020年5月,美国陆军与SpaceX公司签署了一项合作研发协议。

我个人认为,星链的存在对于战争来说,是有着非常大的影响的。

星链是一个去中心化的可靠的通信网络

什么意思呢?我们传统的光纤网络是有核心节点的,最典型的就是各种海底光缆,基本上出入口就那么几个,你摧毁了核心节点就能瘫痪掉整条光缆。比如中国大陆光缆的入口分别在青岛、上海和广东汕头。

但是星链是不一样的,它是去中心化的。目前在地球上空有2,000多个星链卫星,未来将会达到上万颗,一旦发生交战,你就算把对方的几十颗卫星打落,甚至几百个卫星打落,都不会影响这个通信网络的运行。也就是说,战时星链将是一个可靠的通信网络。比如2021年3月,美国空军就在AC130空中炮艇和KC135空中加油机上,测试了星链的太空互联网能力。

通过星链可远距离控制无人战车、无人机

星链作为一个可靠的通讯手段,这就意味着美国军方可以利用星链卫星,向无人战车、机器人、无人机提供超视距的通信服务。现在的无人机需要通过通信方式和后方联系,由军方人员进行遥控,这就意味着无人机和指挥中心之间有距离限制。太远了,你的信息无法传递。

但是星链的存在,就意味着在世界任何一个地方我们都可以实现通信,无人机的指挥系统可以布置在全球任一地点。比如,我坐在美国就可以控制乌克兰的无人机,或者是未来的无人战车。这样就真正地实现了决胜千里之外,未来的战争将是看不见人的远程战争。

我们以全球鹰无人机为例子。全球鹰无人机使用的是卫星通信,但是卫星通信延迟高,作为图像传递没有太大的问题,但是当飞机起飞降落的时候,半秒的延迟可能造成飞行事故。怎么办呢?

全球鹰的远程操控分为两组。一组人员在空军基地,专门负责飞机的起飞和降落,它不使用卫星通信,使用的是当地的数据链通信,延迟低。但是一旦飞出很远的距离,就由另一组人员在指挥中心进行远程操控,使用的就是卫星通信。虽然延迟高了一点,但是在空中飞行的时候,对延迟要求低。

可是如果有了星链之后,就不存在这个问题了,一组操作人员就可以全程操控。

通过星链核潜艇可以快速及时和军方通信

网络对于核潜艇来说可能是至关重要的,因为核潜艇在海底几百米的深度航行,行动是非常机密的,甚至就连自己人都可能不知道核潜艇具体的位置。长久以来核潜艇对外联系和通信一直是一个难题。因为海水的存在使得电磁波难以穿透,传统的通信方式难以进行。

目前潜艇一般都是用长波通信,长波通信电磁波波长非常长,有一定穿透海水的能力,但是传递内容太少,因为波长很长嘛,所以半天才能传递一个字。

可是使用星链卫星之后,那么核潜艇无论在何处,都可以是放一个专用的通信浮标,就可以和美国军方完成快速和及时的通信。

通过星链可以完成指挥系统和导弹的沟通

人们不仅可以利用星链和彼此沟通,也可以用星链和导弹沟通。

我们知道导弹在飞行过程中,因为敌方目标的变化,导弹的飞行轨迹也需要不断更新,导弹和指挥系统之间会形成一个数据链,进行沟通信息。比如美国有著名的A射B导,就是军舰在没看到敌人的情况下就先发射导弹,导弹飞行到空中,由预警机接力指挥,将捕捉到敌方飞机或者导弹的信息传递给自己的导弹,导引导弹飞向目标。

这样一个信息交换的过程,现在或者是未来可以通过星链进行了。这就意味着你不需要再考虑导引导弹的方式,只要你能看得到对方,你就能够导引导弹打到对方,你的延迟不过就是20毫秒。

星链可以成为早期预警系统的一部分

对于现在的美国来说,传统的数据链传递超过200公里就失效了,比如LINK16的范围就是185公里。那么基于星链,美国可以开发出覆盖全球的数据链。

星链卫星由于基数大,虽然是通信卫星,但是未来美国军方可以和星链卫星合作,在这些通信卫星的基础上增加一些感测器,使得美国军方能够通过星链卫星监视地球上的情况,比如可以红外探测,监视洲际导弹发射的情况,成为美国早期预警系统的一部分。

我们今天和大家简单地分析了一下星链的工作原理,星链对乌克兰的帮助,和星链对未来军事战争的重大影响。

可以预见的是,未来各个国家将会争先恐后地建造星链一样的低轨通信卫星网络,因为星链对未来军事的帮助是非常巨大的。俄罗斯这次如果有星链,就不会有这么多电话被乌克兰人窃听,暴露了自己的军事情报和将军的位置。所以在得知马斯克向乌克兰开放星链之后,俄罗斯外交部长非常生气,但是也无可奈何。

我是子定,我们下期节目再会。

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责任编辑:李昊#

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