以彼之道还施彼身!中国卫星两次靠近美军通信卫星,距离6。2公里
在距离我们近3万6千公里高的太空中,正在进行着不声不响的角力。据著名太空新闻网站Space.com爆料,中国一颗名为TJS-3(通信技术试验卫星3号)的"监视"卫星,有能力在地球同步静止轨道附近进行机动,并曾于2022年9月13日和2023年2月8日分别接近了两颗美国通信卫星,并在其附近停留了一段时间才离去。
这两颗美国卫星分别是USA-233和USA-293,均为美国太空军操作的军事通信卫星,运行在距地面约35786公里高的地球静止轨道。Space.com引用社交媒体账号Oribtal Focus的数据称:TJS-3在靠近USA-233时,在2022年10月31日一度将两者的距离缩短到了6.2公里。对太空中的航天器来说,这已经是非常近的距离,足以对目标进行细致的观测。
TJS-3卫星在2018年从西昌卫星发射中心升空,使用的火箭是长征三号丙,在当年的报道中,还提到了该卫星使用了镁锂合金材料,是中国首次在高轨卫星上成功应用这种先进的轻质金属材料。TJS-3发射后很快就引起了国外的兴趣,倒不是因为它使用的材料,而是其"不走寻常路"的行为。
TJS-3到达地球同步静止轨道后,将卫星送入轨道的火箭上面级在分离后并没有寿终正寝,而是凭借携带的额外燃料,与卫星平行移动,以便干扰他国对卫星动向的观察。美媒将这个给TJS-3打掩护的火箭上面级称为"诱饵",不过笔者认为叫"替身"更加合适。
之所以要搞一个"替身",是TJS-3还有一项绝活,就是能在静止轨道上不断"漂移",顺便观察那些排列在该轨道上的各式各样的同步卫星,对哪个感兴趣就靠上去看一看,其中就包括美国卫星。
而那个火箭上面级扮演的替身,则一直留在TJS-3原本被设想停留的位置上,以掩护真身的动向。这个"替身"的燃料现在可能已经耗尽,因为它在2021年底到达比静止轨道更高的墓地轨道,并一直待在了那里。为什么TJS-3能够实现这样的机动呢?原因就在于地球静止轨道的特性,以及卫星本身的变轨能力。
距离地面35786公里高度的轨道称为同步轨道,是因为在这个高度上环绕地球运行的卫星,它每绕一圈所花的时间刚好是24小时,与地球自转一圈的时间相同。如果位于环绕赤道上空的同步轨道上的卫星,如果从地球上观察的话,会发现它一直停留在天空中的某个点,不会发生移动,就像"静止"了一样。
正因为这种特性,这条轨道被称为静止轨道(GEO),是通信卫星、数据中继和导弹预警等卫星的不二选择,可以使卫星长期定点于某个区域上空,为该区域提供通信服务或者是进行观测和监视。如今人类对通信卫星的依赖可谓前所未有,静止轨道上几乎挤满了大大小小的通信卫星,如果能够近距离搜集这些卫星的电磁信号参数,将是非常有价值的。
我们都知道卫星的轨道越低,绕地球转一圈所花的时间就越短。如果一颗原本位于静止轨道上的卫星,稍微降低一下自身的高度,它的环绕周期就会有所缩短,也就是比其它卫星走得快了一点点儿。于是,这颗卫星便会在静止轨道的下方不断向前"漂移",逐一造访仍然在静止轨道上运行的各个卫星。
当然,反其道而行之也是可以的,那就是稍稍升高一下自己的轨道,使高度大于35786公里,这样卫星的周期将大于24小时,也就是比其它卫星跑得慢,从而实现"向后漂移"。
Space.com认为TJS-3就是一颗这样的"高轨道巡视卫星"。在它的漂移过程中,如果认为哪个卫星值得一看,就会适时升高和降低轨道,重新回到35786公里的高度上,重新成为同步静止卫星,并且恰好就停在目标卫星的附近,从而可以近距离的观察和感知目标,获得相关数据。
从外媒发布的TJS-3的轨道数据来看,它曾经在几年的时间里接近过多颗美国卫星,其中USA-233就被"光顾"过两次。
当完成"监视"任务后,TJS-3又会再次改变轨道高度,重新进入漂移状态,前往下一个感兴趣的目标。其实,在3万6千公里外的太空,像TJS-3这样的高轨巡视卫星可不只它一个,美国就有同样的,而且还不少。例如他们早就开展了一项"地球同步轨道空间态势感知计划",已发射了4颗卫星,由美国空军和轨道科学公司联合研制,曾经多次对我国通信卫星进行抵近侦察。
2016年,"地球同步轨道空间态势感知计划"的卫星就曾靠近中国的通信技术试验卫星1号,2017年又接近了中国和巴基斯坦合作研发的PakSat-1R通信卫星,以及中国为尼日利亚发射的Nigcomsat-1R通信卫星。
不过,在美国高轨巡视卫星咄咄逼人的态势下,我国卫星并不是完全被动,而是发展出了针锋相对的反监视手段。美国《防务快报》曾报道:2021年7月,USA-271卫星试图接近中国实践20号卫星,与实践20号平行"伴飞",但随后就被中方发现了其企图,实践20号迅速实施机动,躲开了美国卫星。
到了2021年12月23日,我国在海南文昌发射场用长征七号改型火箭,发射了试验十二号卫星01星、02星。据美国太空新闻网披露,在两颗卫星成功送入预定轨道后不久,美国的太空监视卫星USA-270就开始偷偷摸摸地抵近,又想近距离"偷窥"这两颗中国卫星。
然而接下来却发生了戏剧性的一幕,根据提供空间态势感知服务的COMSPOC公司发布的模拟视频显示,当USA-270接近试验十二号卫星01星、02星时,两颗中国卫星反方向机动,躲开了追踪,其中试验十二号卫星02星还进入日照区,反过来"直视"USA-270,这下美国卫星不仅没能成功追踪中国卫星,反而被后者给"监视"了。
在这两场捉迷藏游戏中,美国的高轨巡视卫星都没占到什么便宜,不过他们不仅不反思,反而还倒打一耙地批评中国。
例如美国安全世界基金会的技术顾问、美国空军前轨道分析师布莱恩·维顿在接受采访时就表示:美国非常担心其他国家具备发现美国监视卫星的能力,并有能力保护它们自己的卫星,"这些行动的模糊性,以及紧张局势的加剧可能会导致某种冲突、错误或误解"。
而美国空间态势感知领域专家吉姆·库珀也曾宣称,"中国躲避美国间谍卫星"的应对措施,展示出中国具备以极高精度追踪以及操纵卫星的能力,这种能力有可能用于"邪恶或是威胁的事情"。
美国自己主动靠近别国卫星,眼见人家脚尖一踮地就飞走了,却把责任推到被冒犯的一方,意思就是我监视你时你必须得服从,如果跑开那就是你的错。可以想象这种想法是多么讽刺。
好在现在监视别人的卫星已经不是美国的专利,我国TJS-3卫星已经能够以彼之道还施彼身,展现了近距离观察美国通信卫星的能力,这说明在静止轨道这个"竞技场"上,我们既能攻又能守,在太空角力时已经不落下风了。