2023年12月15日，中國向地球同步軌域（GEO）發射了一顆名為"遙感41號"的遙感衛星。分析家們預計，這顆衛星的定位能做到對太平洋和印度洋以及台灣和中國大陸進行連續監視。與中國其他監視衛星的數據相配合，遙感41號將為中國提供前所未有的能力，在整個印度洋-太平洋地區辨識和跟蹤汽車大小的物體，並危及在該地區行動的眾多美國和盟國海空資產。
問1：什麽是遙感-41？
答1：中國政府官方稱，"遙感41號"是一顆民用高空光學遙感衛星，用於農作物估產、環境管理、天氣預報和災害預防。然而，西方觀察家認為，"遙感41號"主要是一顆軍用偵察衛星，因為"遙感41號"計劃為中國人民解放軍的航天部門提供支持。自2006年啟動該計劃以來，中國已成功將144顆"遙感"偵察衛星送入軌域。
一旦遙感41號到達預定位置，它將成為中國在地球同步軌域上的第四顆光學監視衛星。值得註意的是，遙感41號比其前三顆光學衛星要大得多、重得多。其他三顆衛星都由長征三號乙火箭發射，能將2000公斤的衛星送入地球同步軌域，而"遙感41號"使用的是中國最大的火箭--長征五號，能發射4500公斤的有效載荷。此外，"遙感41號"的有效載荷整流罩比通常的長征5號整流罩長50%，這使得發射"遙感41號"的長征5號火箭成為中國最高的火箭。
專家們認為，"遙感41號"也比其三個地球同步軌域同類衛星的能力更強，後者的最高光學分辨率據信在15米左右。這一分辨率足以探測到大型船只，並可能對其進行分類。如果遙感41號的建造者能夠采用中國研究人員預計在2020年完善的技術，那麽遙感41號的光學分辨率可能接近2.5米。這種分辨率足以辨識和跟蹤汽車大小的物體，相當於在800米外看到一縷頭發。
問2：遙感41號與大多數監視衛星有何不同？
答2：大多數遙感衛星，包括美國、歐洲、俄羅斯和中國的遙感衛星，都在低地球軌域（LEO）上執行，其高度可達3,000公裏（km）。目前大多數在軌衛星和大部份監視衛星都在低地軌域執行，因為將衛星發射到低地軌域比發射到更高的軌域要容易得多，也便宜得多。此外，對於同等大小的傳感器來說，將傳感器置於低地軌域可產生更清晰的分辨率，因為它更接近地球上的物體。然而，低地軌域衛星缺乏一個對監控至關重要的特性：永續性。
典型的低地軌域衛星環繞地球執行的時間不到兩小時，因此只能看到地球上某個特定位置的幾分鐘。此外，由於軌域力學的原因，衛星可能需要數小時或數天才能再次存取同一地點。雖然在較低軌域上的衛星群可以透過減少再訪時間來提供持續性，但地球同步軌域上的衛星與地球的軌域速度相同，這意味著它們看到的地球就像沒有移動一樣。只有地球同步軌域衛星，如遙感41號，才能持續觀測同一地點。另一個優勢是，地球同步軌域衛星在36000公裏的高空可以看到幾乎半個地球表面。
目前有幾十顆地球同步氣象衛星，它們實際上是分辨率很低的遙感系統，專門用於跟蹤大型雲團和風暴。不過，只有中國和印度在執行高分辨率的地球同步軌域光學衛星，不過，印度的系統攜帶的是多光譜有效載荷，而不是像中國的同類衛星那樣攜帶可見光光學成像儀。
問題3：中國還有哪些地球同步軌域遙感衛星？
答3：中國在地球同步軌域上還有三顆光學監視衛星。這三顆衛星是"高分"計劃的一部份。"高分"計劃在低地球軌域執行29顆衛星，共計32顆。高分"意為高分辨率，是中國高分辨率對地觀測系統（CHEOS）的一部份。除衛星外，CHEOS還執行近太空、機載和地面數據收集與處理系統。
中國已經提供了有關前七顆高分衛星有效載荷的大量詳細資訊，其中通常包括多種傳感器，包括光學、高光譜、多光譜和合成孔徑雷達功能，但是，中國提供的有關後續衛星的資訊很少。在地球同步軌域執行的三顆高分衛星是高分四號、高分十三號和高分十三號-02。高分四號於2015年發射，配備了分辨率為50米的電子光學傳感器，每分鐘可拍攝三幅影像。專家認為，2020年發射的高分-13和2023年發射的高分-13-02可以捕捉分辨率為15米的影像，但未得到中國的證實。據信，遙感41號是高分-13衛星的後繼衛星。
除了這些光學監視衛星外，中國還在地球同步軌域上執行著一顆合成孔徑雷達（SAR）衛星，名為"陸地探測-4"。該衛星於2023年8月發射，是世界上第一顆也是目前唯一一顆帶有合成孔徑雷達有效載荷的地球同步軌域衛星。陸地探測-4號的分辨率為20米。合成孔徑雷達的優點是可以穿透雲層和夜間觀測。與三顆"高分"衛星和"遙感41號"衛星一樣，中國聲稱"陸地-4號"衛星的任務純屬民用，旨在提供有關土地資源、防災救災和林業套用的資訊。
問4：中國將如何利用"遙感41"的能力？
答4：與美國、歐洲和俄羅斯不同，中國一直強調發展和擴大高分辨率地球同步軌域光學和合成孔徑雷達監視能力。雖然此類能力也有民用用途，但這些用途一般可由低空執行的衛星提供，因為低空執行的衛星比地球同步軌域衛星更容易到達，成本更低，而且能提供更高分辨率的影像。此外，農業、環境監測和備災等民用套用通常不需要與持續覆蓋相關的額外費用，因為這些套用沒有移動探測和跟蹤要求。例如，美國和歐洲的對等民用衛星計劃，比如大地遙感衛星和哥白尼衛星，都在低地球軌域執行。
中國政府可能認為，對其安全和行動自由的最大威脅將來自印度洋-太平洋地區，因此，中國政府決定付出高昂的代價來獲得永續性和近即時探測整個地區變化的能力。在2016年國際宇航大會的一次報告會上，中國利用高分四號衛星提供的50米分辨率數據，展示了它可以辨識船舶尾跡的能力，這種尾跡是船舶尾氣與對流層下部雲層相互作用時形成的。永續性還允許即時跟蹤，這意味著無論中國辨識出什麽，它都可以使用相同的能力進行跟蹤。
與現有的地球同步軌域光學監視能力相配合，遙感-41號提高了分辨率，這意味著中國將比以往更容易辨識和跟蹤印度洋和太平洋上的美國和盟國海軍部隊。分辨率的提高可能使中國有能力辨識和跟蹤更小的物體，不僅是艦船，還有戰鬥機和轟炸機等機載資產。雖然隱形技術可以幫助飛機躲避雷達探測，但它對光學傳感器的作用較小，正如谷歌地圖使用者發現一架B-2隱形轟炸機飛越密蘇裏州上空時所證明的那樣。將來自遙感-41號衛星和中國傳統地球同步軌域監視衛星的數據與訓練有素的人工智能（AI）演算法進行配對，很可能會自動並加速辨識感興趣的物體。例如，【紐約時報】已經采用了類似的方法，將衛星影像與人工智能技術相結合，來辨識加沙的炸彈坑。
除了光學和合成孔徑雷達地球同步軌域遙感衛星外，中國還在較低的軌域上執行著約300顆其他監視衛星。中國可以利用其持久的地球同步軌域監視能力來定位、辨識和跟蹤在印度洋-太平洋地區行動的美國和盟國海軍部隊。即時跟蹤資訊可用於為中國低地軌域監視衛星，而且，其分辨率高於地球同步軌域系統。還有其他情報收集平台分配任務，以獲得更多洞察力，或用於瞄準遠端導彈，如中國的DF-21和DF-26反艦彈道導彈。
問5：這對美國國家安全意味著什麽？
答5：無論是出於防禦還是進攻計劃的目的，解放軍領導人都希望了解在印度洋-太平洋戰區作戰的盟國海空軍的即時位置。由於認識到地基雷達的局限性，中國在過去十年中建立了利用地球同步軌域光學和合成孔徑雷達衛星辨識和跟蹤威脅的能力。設計師，這是中國獨有的、針對中國安全關切的組合。遙感-41號不僅可以大大提高中國探測和跟蹤海軍艦艇的能力，還可以提高中國探測和跟蹤飛機的能力。配合人工智能演算法和充足的計算資源，遙感-41號所提供的能力將使美國及其盟國更難在印度洋和太平洋隱藏潛艇以外的比汽車還大的船只。
美國及其盟國假定中國已經擁有天基偵察能力，可以相當準確地監視該地區的大型水面艦艇。展望未來，他們應該考慮到中國可能也有能力探測和跟蹤飛機，甚至是那些遠在太平洋上的飛機和那些被設計來躲避雷達的飛機。雖然地球同步軌域系統在任何沖突中都是坐以待斃，但在先發制人的情況下，它們可以透過定位和協助瞄準美國和盟國的關鍵平台來發揮重要作用。雖然雲層仍會遮蔽天基光學系統，人工智能演算法也會犯錯，但中國監控能力的不斷進步很快就會讓印太地區無處藏身。
基利頓-斯沃普2024年1月19日戰略與國際研究中心（CSIS）
