星鏈計劃是由SpaceX公司創始人埃隆·馬斯克提出的一個全球衛星互聯網服務項目。然而,近日有港媒報道稱,中國正在研發潛射激光武器,可能對星鏈衛星構成威脅。 報道稱,中國正在研發一種潛射激光武器,可以在水下發射高能激光束,對衛星進行攻擊。這種武器的研發,可能是為了應對美國在太空領域的競爭。而星鏈計劃作為美國在太空領域的重要項目,自然成為了潛在的攻擊目標。 然而,也有專家指出,這種武器的實際效果還有待觀察。首先,激光武器的射程和精確度都需要進一步提高,才能對衛星構成實質性威脅。其次,太空領域的競爭并非只有軍事手段,還有經濟、科技等多方面的合作與競爭。因此,中國在太空領域的發展,也應該以和平利用太空資源為主。 此外,星鏈計劃本身也面臨著一些挑戰。例如,衛星數量的增加可能會導致太空垃圾的增多,對其他衛星和太空任務造成影響。因此,星鏈計劃也需要在發展過程中,充分考慮到這些問題,確保太空環境的可持續發展。 總的來說,雖然有關中國研發潛射激光武器的報道引起了一定的關注,但太空領域的競爭并非只有軍事手段。中國在太空領域的發展,應該以和平利用太空資源為主,同時充分考慮到太空環境的可持續發展。

參考以下文章來源:

#長文創作激勵計劃#

南華早報在7月20日報道稱,海軍潛艇學院的科學家正在實施一項研究,稱如果國家安全受到威脅,可授命于潛艇在合適的時間與位置節點上摧毀衛星,比如披著民用外衣的星鏈衛星,軍事用途越來越廣泛,必要時可以將其摧毀!

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然而種花家去翻閱論文原文卻發現,港媒《南華早報》的理解上是有偏差的,腦補成分太多了,不過種花家卻發現了另一個隱藏在臺面以下的問題,已經到了自由討論擊毀近地軌道衛星的程度,那么各位猜猜,激光功率要多大才行?這個級別的激光武器又是代表了什么意義?

港媒報道:星鏈衛星威脅很大,激光武器可以將其擊落

《南華早報》報道稱,介入這項研究的是海軍潛艇學院的王丹教授,在6月份發表在《指揮控制與仿真》的論文顯示,中國正在積極研究激光武器反衛星,一艘在艙內安裝了兆瓦級固態激光武器的潛艇可以在保持潛水狀態的同時升起可伸縮的“光電桅桿”向衛星射擊,然后再潛回深海隱蔽,神不知鬼不覺的將敵方衛星摧毀卻找不到任何證據!

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報道稱之所以有這樣的研究有兩個原因,一個是目前主流的反衛星武器太過昂貴,使用一次成本極高;另一個是目前的近地軌道互聯網通信星座數量巨大,威脅也越來越大,在必要時候將其“擊落”符合國家安全需要。

就目前而言比較成熟的反衛星手段是直升式反衛星導彈,簡單了說就是陸基或者?;l射的導彈,通過火箭發動機加速,其拋物線軌跡與衛星軌跡交叉,然后再在彈頭的導引頭制導下直接碰撞目標摧毀衛星。中美俄三方都曾實施過反衛星試射,各方的時間節點如下:

  • 2007年1月11日,中國在西昌衛星發射中心發射的一枚開拓者1號火箭攜帶動能彈頭,以反方向8公里/秒的速度,擊毀了軌道高度865公里,重750千克的已報廢的氣象衛星風云一號;
  • 2008年2月20日,美國海軍伊利湖號巡洋艦(USS Lake Erie (CG-70))發射一枚RIM-161導彈(SM-3)型導彈擊毀了遠地點365公里,近地點349公里的已經失控的USA 193衛星;
  • 2021年11月15日,俄羅斯使用A-235導彈系統試射摧毀了已經報廢的、近地點645千米,遠地點679千米的宇宙1408號衛星;

這些導彈成本有多高?其實是可以計算出來的,衛星高度從350千米到3.6萬千米不等,不過絕大部分地軌道通信衛星都在1200公里內,因此射高在1200千米左右的反衛星導彈比較典型,按最高射高大約是射程的1/2可以計算出,這枚道導彈如果用來打擊地面目標,那么射程大約為2400千米左右,是一枚中程彈道導彈。

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當然反衛星導彈的主要成本并不在彈身,而是在彈頭,因為這個動能殺傷式彈頭精準度極高,成本上千萬美元,比如美軍的標準3Block1/1A導彈的總成本高達5500萬美元,即使中國在導彈成本控制上水平一流,能做到美軍的10%也要500萬美元一枚,目前在天上的星鏈衛星已經超過6000顆,還沒摧毀對方自己卻先破產了!

另一個因素是星鏈衛星的軍事用途越來越大,星鏈是一套用大量低軌衛星組成的衛星網,地面使用相控陣天線與低軌衛星“直連”,衛星再通過星間鏈路將其“路由”到能連接最近地面站的衛星,完成通信,除了距離(軌道高度350~500千米,來回距離在600~1000千米左右)造成通信延遲比較大,速度還是相當不錯的。

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星鏈的目的是民用通信,但軍事用途越來越廣泛,特別是隨著俄烏戰爭中的前線通信、無人機與無人艇控制,烏防空部隊以及陸軍地面打擊的數據鏈代替等用途極大,軍事威脅也越來越大,俄羅斯一直都想將其摧毀,但礙于美國的地位而不敢動手。

星鏈二代還可以用手機直連,另外SpaceX還推出了星盾服務,能“代理”美軍管理衛星、發射偵察衛星以及代理數據處理,SpaceX也從幕后走向了前臺,因此《南華早報》認為,中國發展艇載激光武器,所謀不小,星鏈絕對是第一位!

打擊模式:悄悄的出發,打擊完成后悄悄的返回

南華早報報道稱,這種激光武器可以安裝在潛艇內,兆瓦級光纖激光武器通過光電桅桿在頂端輸出,需要打擊指定目標時可以前出攻擊,之所以要這樣安排,完全是隱匿衛星被攻擊的位置,比如這顆衛星再中國大陸地區上空出故障,那事情十有八九是中國人干的,但要是在東太平洋甚至大西洋和印度洋上出手,那就沒有任何人懷疑到中國的頭上。

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不得不說這招確實高明,潛艇隱蔽性很強,只在伏擊的那幾分鐘內上浮,然后發出致命一擊,摧毀后下潛,再到下一個陣位伏擊!激光么可以選擇大氣層內不可見的波段,這樣就“沒有任何證據”了,神不知鬼不覺的完成任務后返回,簡直就是相當完美的計劃。

另一個優勢是激光武器的研發成本雖然很高,但使用成本卻相當低,即使是大規模擊毀衛星也能應付自如,但要是使用直升式反衛星導彈,估計只能擊落一兩顆關鍵衛星威懾下,實際應用還是很大局限的。

論文討論的內容:只是討論,別多想啊

看《南華早報》的報道,估計有很多網友都在考慮,中國也受不了的星鏈了,終于要對其出手了!然而據種花家對我國的了解,咱們一般都不會那么高調行事,所以還是得找論文看看到底是不是這樣,《指揮控制欲仿真》上確實發表了一篇標題為《艇載激光武器作戰運用展望》的文章,作者是孫培洋和王丹,基本信息都能對上,但內容差異卻比較大。

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論文確實介紹了艇載激光武器,同時還介紹了美國美國激光武器的發展現狀以及應用情況,進而提出潛艇加裝激光武器的要求,另外還對艇載激光武器的應用作了相當廣泛的探討,其中在星鏈衛星的威脅上也有討論,卻沒有《南華早報》報道的那么“激進”。

激光武器的原理與殺傷范圍

原子受激輻射產生的光,簡稱為激光,原理是原子中的電子在吸收能量后從低能級躍遷到高能級,再從高能級回落到低能級時所釋放的以光子的形式放出的能量,這就是激光的由來。

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這種被激發出來的光子束其光子光學特性高度一致,空間相干性非常好,允許激光可以聚焦到一個非常小的點,使得能量高度集中,并且保證激光束在很遠的距離上準直,發散角度很小。另外時間相干性也非常好,可以發射光譜非常窄的光。時間相干性特征還可以產生超短脈沖具有廣譜但持續時間短至飛秒的光。

激光的能量很容易集中到一個點,因此在激光被發現之后不久就有向軍用方面發展,原因很簡單,激光的傳播速度是光速,在光束命中之前沒有任何警告、無法攔截、不需要去任何提前量,強大的能量下直接將目標燒穿擊毀,對付導彈、戰斗機等高速目標時具有相當大的優勢。

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激光的優勢是非常明顯的,但一直以來實用化卻難度很高,原因是激光武器的體積很難縮小,比如美軍的YAL-1激光武器需要一整架波音747來裝載,這就是著名的ABL激光武器,使用的是化學激光,原計劃是準備對彈道導彈的上升段進行攔截,但ABL激光武器體積實在太大,化學能轉換效率太低,使用維護成本極高,最終還是不了了之。

激光武器實用化是在固體大功率激光以及光纖激光成熟以后,因為固體激光可以將發射整套設備的體積幾何級縮小,而光纖激光器則可以將多束激光合并在一起形成激光束,形成大功率甚至超大功率激光器。

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前文說到了激光武器不需要去提前量,這確實是事實,但在現階段由于激光武器功率不足,需要照射一定時間,比如目前典型的幾種功率下的主要殺傷范圍與持久時間殺傷的對比數據:

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即使是毀傷紅外/光電探頭也需要0.19秒,如果物體以高亞音速運動,那么0.19秒可以飛行7.6米,激光武器需要有一個隨動系統持續照射該物體,這個難度不小。如果要求高一些,燒穿機體需要18.4秒,可以飛行大約6.3千米,這個要求就更高了。

另一個難點是大氣層中的空氣與水汽等氣溶膠吸收,功率越大、距離越遠,吸收的比例都會發生改變,因此想要在大氣層內或者穿越大氣層殺傷外太空的衛星,難度著實不小。

美軍激光武器的發展水平

當然功率可以解決一切問題,上文不是列舉數據了么,功率越大,時間就越短,殺傷效率就越高,目前基本將幾百千萬級別的稱之為戰術激光武器,主要用來擊落無人機、迫擊炮彈、以及無人艇或者對目標軟殺傷以及致盲等,300KW級別以上的可以對導彈與炮彈進行嘗試。如果要擊落高超音速導彈甚至摧毀衛星,那么至少要兆瓦級的激光武器,也就是1000KW。

目前全球激光武器發展水平不一,但主要還是停留在百千瓦級的戰術激光武器上,即使美軍與以色列也基本處在這一水平:

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不過有傳聞中國在激光武器方面領先美國與以色列等西方先進國家,社交媒體上有傳中國已經完成了兆瓦級激光武器的研發,種花家倒是相信中國激光武器確實領先,畢竟中國在激光武器的研發上一直都是繼承并且沒有出現斷層,從上世紀1970年代開始,并且中國在武器級激光研制上主要走固體激光,而老美走彎彎繞去化學激光拐了一圈,浪費了幾十年時間。

中國艇載激光武器的應用前景

論文還表示,艇載激光在對付反潛機的光電偵察系統,軟殺傷與硬殺傷能力都相當好,另外也因為激光武器的發射成本較低,使得可以成為對付蜂群無人機的重要手段,對這種低慢小的無人機目標,激光武器就像點名一樣方便。

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當然艇載激光武器主要面對的目標不是無人機,而是反潛機和衛星,論文提到了潛艇對反潛無人機手段非常有限,現在有了激光武器后反潛機就得繞著潛艇走了。而另一個則優勢則是對付低軌衛星,其原因就是上文提到的,數量太多,成本太高,導彈完全沒法操作,但激光武器不是,可以用最低成本的方式給對方造成最大的威脅,比如SpaceX的星鏈。

從論文論述的角度來看,星鏈確實有在考慮之內,但更多的還是考慮輔助反潛,執行商船護航任務、執行戰略導彈核潛艇護航任務、抵近打擊敵港內設施、反導等任務,反衛星只是在“不經意”間提到了而已,相當低調!

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最后種花家必須要提醒下各位,上文盡管沒有提到兆瓦級,但執行反導和反衛星的激光武器,百千瓦級也是撓癢癢,兆瓦級才能得心應手,所以論文大談這些功能,是不是咱們得兆瓦級激光武器有眉目了?關于兆瓦級激光武器的應用,各位可以在評論區作個探討。