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【軍事博評】William:美俄太空暗戰 俄國人給美國太空軍第一個「下馬威」?

聯合號2-1v火箭2019年第15次發任務,正正把今次事件主角送上太空。俄國事前消息只指出這是軍事發射任務。

 

 

如果你除留意投疫新聞外還有空看其他新聞,會知道上星期有指俄國某個疑似失控的衛星即將撞向美國某已報廢大型衛星,從而造成一場軌道浩劫。雖然這場危機只有千份之一機會發生,但若真的發生了,地球低軌道衛星群可能受到嚴重影響,不可謂不嚴重。

兩個衛星軌道圖。由於俄國衛星速度和美國相約,但有一定的交叉角,所以俄國衛星可保持在左後或右後方進行持續跟蹤。(網絡圖片)

 

 

然而同一時間,美俄兩國卻發生另一宗鮮為人知的「太空暗戰」事件,且仍在發酵中:有專業為航天工業的美國普度大學學生發現俄國於2019年11月26日發射的不明用途衛星Kosmos-2542,先於12月16日放出小衛星(後來給予編號Kosmos-2543),然後於2020年1月21日突然多次調整軌道高度,並於1月24日靠泊USA245號美軍軍用衛星附近的固定軌道。其軌道相當巧妙,因為兩個衛星基本距離保持在150至300公里之間,且幾乎相同軌道上一前一後並行,俄國衛星亦可以持續保持在美國衛星左、右後方,進行連續觀察。現時美國太空軍已經向俄國提出警告,若該衛星對美國衛星有任何進一步動作,將會招致嚴重報復。

維吉尼亞州尚蒂伊市的NRO總部夜景。NRO現時預算達到100億美元 / 年。(網絡圖片)

衛星中的航空母艦-KH-11系列

俄國的衛星型號暫時未知,美國衛星則是大名鼎鼎的KH-11光學偵照衛星(正確來說是第四批次型第三號星),號稱現時地球上最精密的光學偵察衛星。其也是首個引入CCD成像技術(即今天數碼相機的核心技術),甚至能夠透過地面發射站或通訊中繼衛星,將資料實時傳回美國國家安全局(NSA)轄下的美國國家偵照局(NRO)做進一步分析用。第一、二批次型號在1977時已達到最佳20CM級別的分析水平(即地表上20cm物體等於一像素),這是連現時最佳商業偵照衛星都未能達到的水平啊。至90年代後,該衛星進一步加入紅外偵照功能,並以新技術(可能包括以激光進行大氣測量、以確定大氣穩定度並進行影像調整的光學自適應技術)進一步穩定成像,據所知已達最佳10cm甚至以下的水平。

這照片解像度非常高,不但可拍到圍欄的影像,連地面人員都可勉強拍出人形來,解像度幾乎肯定在10CM之內,故幾乎肯定這是由KH-11系列衛星拍的。由軌道判斷,拍攝的衛星應該是USA-224號,即KH-11 BLK IV 2號星。(網絡圖片)

 

除先進性能外,KH-11系列之所以能成為最強偵察衛星,原因也是一個字:大。它是除大型太空站、太空穿梭機及補給太空船外最大最重的衛星,後期型重量達到19噸,基本上就是一支物鏡倒向著地面的「反射式望遠鏡」,而有玩開望遠鏡的朋友可知,物鏡愈大,所收集到的光也更多,分辨角越小,影像也更清晰,KH-11的物鏡口徑依批次有達到2.34米及3米兩種,就算放在地面上,也是相當優秀的中、大型望遠鏡了。

這顆掛在國家航太博物管的衛星模型,館方從來沒交待過是什麼,但有指這就是KH-12型。需要指出的是,部分文章指出為取得隱身能力,該衛星有一個可充氣的圓錐形外罩在衛星一端,以反射雷達波。(網絡圖片)

 

不過亦因為又大又重,加上涉及技術異常複雜,也只有重型運輸火箭及穿梭機能駄運,美國太空穿梭機的貨艙尺寸,當時就以空軍第一類貨物的尺寸作為參考,事實上就是指當時尚未解密的KH-11。至現時為止,KH-11連同其發展型的迷霧系列隱身偵照衛星,也只有18個,尚在軌道運行的有6個(仍能運作的可能只有4個)。由於實在十分大型,加上為求最佳影像解像度,近地點往往只距地面280公里以下,所受大氣阻力相當大;另一方面,質量大,調整軌道用燃料也不能用太多次,加上有時需要大幅變軌以對某些目標進行實時及重覆的偵察,故第二批次及之前的型號壽命最多不超過8年,甚至只有大約4年者,相比當時西方軍事衛星而言,其實算很短命了(當然,仍比只有幾個月的KH-9好)。

美國國防部從沒公開過KH-11系列衛星的照片,而衛星追蹤發燒友亦只在地面拍攝過KH-11非常模糊的影像,現時只知哈勃太空望遠鏡的基本架構是來自KH-11 BLK I 及II型;右圖為NRO送給太空總署的兩顆備用衛星,但他們從沒交待過型號,且照片保密度極高,有指這是用3米直徑物鏡的BLK-III及IV構形,它們的光伏板基本上以整塊形式放置在鏡身的背部及兩側。由於他們相當巨大,有太空專家指出KH-11除改變軌道外,對於跟踪衛星也沒什麼辦法。(網絡圖片)

 

KH-11系列同樣是史上最昂貴的衛星系統,就以包括USA-245在內,最後兩台KH-11的價格竟合共超過50億美元(還未計兩次共4億美元的發射費,亦即是說這相當於三艘神盾驅逐艦的價格),而不算成功的兩顆發展型迷霧系列衛星(KH-12),更超過123億美元(福特級核動力航母的價格)!這價格除美國人之外,幾乎是沒有任何國家可以負擔的。無他,單單物鏡製作及打磨時間就需要一年以上,而且容許誤差也非常小。

和美國一樣,涉及太空軍事技術時,俄國的保密度至少高幾級,至現時為止,我們只知14F11型仍在發展中,且已發展成Naryad VN / VR系統,但相關詳情卻是一頭霧水,只知該公司曾展示一個聲稱可點火70多次的動能攔截器的模型(圖右)。圖左是八十年代發展的17F111型動能攔截器。(圖片來自RussianSpaceWeb.com )

 

俄國衛星:衛星戰鬥機的變體?

現時不知道俄國衛星的確實型號,不過參照蘇聯末期研發的一種新型衛星殺手Naryad 14F11型(後來蛻變成太空駁艇,協助發放不同的小載荷到達不同軌道),其也是一種子母式設計,故現時有人指今次俄國的衛星很可能是這計劃的改進型,或者是利用這計劃發展出來的多功能監察衛星投放系統。

Briz(微風)系列太空駁艇,是俄國用來將衛星載荷帶上不同軌道投放的空間推進器,原發展自的Naryad的投放器,可施放多枚載荷,理論上甚至可以上升至同步軌道攻擊那裏的導航衛星群。詳情可見”Naryad-V and the Soviet Anti-Satellite Fleet“一文。

 

事實上,今次也是一件十分「奇妙」的事情,雖然針對對方高價值衛星進行軌道偵察一事不是沒有發生過(冷戰時期部分穿梭機的任務即和這事有關,美國也發展過Prowler衛星,但沒有正式部署),而且由於軌道固定關係,地面監察基本足夠,故雖說可能性不低,但在冷戰時期也絕少聽聞類似事情。如屬實,這可是第一次經證實以衛星抵近跟踪其他衛星的舉動(註1)(俄國自己的說法是指該衛星可以監控俄國在軌資產,算是側面證實了該衛星的某些功用)。不過這倒沒有什麼令人意外,畢竟KH-11對美國太空戰略的重要性甚於航母,對手派監察衛星針對是可以預期的。

特朗普”艦長”在成立太空軍後第一個挑戰,順利成章就是俄國人呢。(網絡圖片)

意義:白熱化的美俄太空暗戰?

今次俄國人舉動的目的仍令人迷惑,而事實上美俄兩國近日的『明槍鬥』也不明顯,最大爭執也只是美國使橫手懲罰與俄國合作鋪設天然氣管道的德國公司,以及敘利亞中長年不斷的小鬥;至於在烏克蘭方面的鬥爭中,俄國倒因烏克蘭總統澤連斯基推動和解政策與美國陷於烏克蘭門事件,而讓俄國稍佔上風。

90年代規劃的KE-ASAT動能攔截器外形,帆狀物是軌道碎片移除器,同時也是用來撞擊敵方衛星的。更早期的民兵導彈攔截器則是由小型核彈頭……(網絡圖片)

不過若綜合衛星的發射日期來看,可能就有點明朗了:美國太空軍正式成立日子是2019年12月17日,而衛星是在三星期前發射,並於太空軍成立後一個月展開行動,似乎是有意試探太空軍成立後的反應體制;加上太空軍在最近一次民兵3型彈道導彈測試中加入試射行動,動機未明,可能和協助在太空中偵察彈頭有關,但也有可能是探討在緊急時以民兵3型導彈作為摧毀在軌軍用衛星的能力與手段(1970年代美國空軍就曾探討過這種手段,事實上90年代時亦曾規劃過以民兵系列導彈的助推段發射動能攔截器,作為攻擊大部分高度軌道衛星的KE-ASAT計劃),顯示其急於尋找符合其作戰特性的武器載具的願望。俄國此舉有可能是表示他們不但能有效監察衛星,必要時甚至可以相當手段快速驅趕甚至擊毀衛星。

2019年10月發射的三叉戟2型SLBM,其特殊之處就是彈道故意壓得很低,似乎是作為短距離高速攻擊用,並不考慮在高空投放多彈頭。(片段可看The Drive的報道)

 

更重要的是,近日美國潛艇開始部署一種新的、威力更低(只有3000-5000噸當量)的熱核彈頭,方便使用。這行動最初目的是作為喝制俄國在與北約的大型地區衝突中使用輕型戰術核武器的手段。然而對俄國來說這可是更大的威脅,因為潛射彈導道彈可以抵近以低角度發射,在更短時間內擊中目標,俄國更難來得及反應。冷戰以後,俄國鮮有如此公開在太空與美國對著幹,不排除這是俄國一種對美的公開抗議手段。由於太空及彈道導彈技術算是美俄現時差距最少的軍事項目,而且太空領域的爭鬥本質上較難發展成熱戰,可以預見的是,兩國在這方面的交鋒將會愈加激烈。

 

註1:有資料指俄國一個懷疑有監聽功能的訊號中繼衛星衛星,在2017年時曾接近過一個歐洲軍事通訊衛星,不過似乎只維持了一段短時間。

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William Lam
現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

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