科技日報記者 胡定坤
就在全球目不轉(zhuǎn)睛地盯著美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）不斷試飛“星艦”，為登月探火作準備，或者連續(xù)發(fā)射“星鏈”，鋪開太空互聯(lián)網(wǎng)時，較少有人關(guān)注的是，在一個相對低調(diào)但非常重要的領(lǐng)域，SpaceX也在“攻城略地”。
“衛(wèi)星總能在給定時間內(nèi)飛過目標區(qū)域?！泵绹鴩啦控撠熢O(shè)計、建造、發(fā)射、運行偵察衛(wèi)星的機構(gòu)——國家偵察局（NRO）局長克里斯·斯科里斯近日如此炫耀SpaceX為NRO研制的間諜“衛(wèi)星群”。
超百顆衛(wèi)星監(jiān)視全球
據(jù)美國科技網(wǎng)站Ars Technica報道，SpaceX正在為NRO打造一個至少由100多顆間諜衛(wèi)星組成的衛(wèi)星群，用來監(jiān)視全球目標。今年5月到10月，短短5個月時間，SpaceX已經(jīng)分4次發(fā)射了其中的80多顆，今年年底前計劃再發(fā)射兩次。
之所以能如此迅速地生產(chǎn)和部署這些衛(wèi)星群，原因是該項目基于“星鏈”衛(wèi)星平臺研制，充分利用了星鏈成熟的生產(chǎn)線，以及SpaceX快速發(fā)射火箭的能力。2024年以來，SpaceX已經(jīng)發(fā)射了約70次、1600顆星鏈衛(wèi)星。NRO需要的產(chǎn)能和發(fā)射機會與此相比“微不足道”。
NRO將SpaceX的衛(wèi)星群用于定期向美國軍方和政府相關(guān)機構(gòu)提供外國軍事設(shè)施和其他感興趣地點的最新情報。斯科里斯表示，這批衛(wèi)星將以極高的速度和較高的分辨率更新地面目標圖像。
對NRO來說，這是一個重要的轉(zhuǎn)變。此前，該機構(gòu)主要使用數(shù)量較少、分辨率極高、體積龐大、價格極其昂貴的偵察衛(wèi)星。例如其KH-11偵察衛(wèi)星僅部署了十幾顆，每顆有近20米長，重量接近20噸，其單價在2011年已經(jīng)高達數(shù)十億美元。相比之下，SpaceX的衛(wèi)星群每顆僅重約1噸，據(jù)報道，NRO在2021年僅支付了18億美元，就買下了過百顆。
擴散型架構(gòu)確有優(yōu)勢
NRO將這種大量部署、批量化生產(chǎn)的衛(wèi)星群稱作“擴散式架構(gòu)”。除了價格便宜、量大管夠，其在軍事領(lǐng)域更是具有獨特優(yōu)勢。
NRO認為，仍然需要一些高精度的大型衛(wèi)星來獲得對手目標的高清細節(jié)。但是，這種方法的缺點是“重訪率”低，即由于衛(wèi)星數(shù)量少，每天對目標拍攝的次數(shù)不足。同時，少數(shù)幾個大型衛(wèi)星很可能成為對手攻擊的重點目標，比較容易被摧毀。
“擴散式架構(gòu)”則有效地彌補了這些缺點。從“攻”的角度看，上百顆衛(wèi)星可實現(xiàn)對地面目標的快速“重訪”，甚至不間斷地監(jiān)視。此外，這種衛(wèi)星成本低、易生產(chǎn)，非常便于技術(shù)迭代，即快速、大量產(chǎn)出安裝新型相機等傳感器的新型偵察衛(wèi)星以替代老舊“架構(gòu)”。從“守”的角度看，要摧毀一個包含上百顆衛(wèi)星的衛(wèi)星群，比擊毀幾個大型衛(wèi)星困難得多。正如斯科里斯所說：“這給了我們一定程度的韌性，這是以前所沒有的”。
既然優(yōu)勢如此明顯，為何此前未在軍事領(lǐng)域使用類似的衛(wèi)星群呢？
“發(fā)射成本太高?！盢RO副局長特洛伊·梅克在10月17日的一場研討會上解釋，之前發(fā)射衛(wèi)星的成本非常高，現(xiàn)在已大幅下降。同時，電子設(shè)備的進步使他們能夠制造體積小、但性能高的衛(wèi)星。
海量數(shù)據(jù)需智能處理
NRO希望盡快地將信息交到用戶手中，但幾百顆衛(wèi)星傳來的數(shù)據(jù)量卻是一個挑戰(zhàn)。
首先，更多的衛(wèi)星、更高的重訪率，必然會產(chǎn)生更多的偵查數(shù)據(jù)。此外，大規(guī)模的衛(wèi)星群，可能包含有光電、雷達、紅外、電子探測等不同傳感器，數(shù)據(jù)的種類也有所不同。據(jù)悉，NRO還在研究量子遙感等新興探測技術(shù)。
“一旦你采用擴散式架構(gòu)，從幾顆衛(wèi)星增加到幾十顆衛(wèi)星、再到幾百顆衛(wèi)星，你就必須要改變很多東西?！彼箍评锼拐f，必須讓機器去幫助人類，“我們需要人工智能、機器學習和自動化流程來幫助我們”。
NRO太空發(fā)射辦公室主任埃里克·扎里布尼斯基表示，未來提供數(shù)據(jù)的速度將是幾秒，而不是幾分鐘或幾小時。
目前，除了NRO，美國軍方其他太空機構(gòu)也不約而同地盯上了所謂的擴散式架構(gòu)，而且都對SpaceX在星鏈項目中積累的低成本、批量化衛(wèi)星技術(shù)非常感興趣。
美國國防部下屬的太空發(fā)展局計劃明年啟動快速發(fā)射計劃，將數(shù)百顆的“衛(wèi)星群”送入太空，以探測和跟蹤對手發(fā)射的導(dǎo)彈。據(jù)說，為贏下這一合同，SpaceX提出了一個基于星鏈的衛(wèi)星概念。美國太空軍也計劃購買100多顆SpaceX衛(wèi)星，用于提供寬帶通信。
2022年，SpaceX成立了“星盾”部門，專門為美國政府和軍方研制用于國家安全任務(wù)的衛(wèi)星。
