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马斯克做梦都没想到:星链竟能帮助中国探测B-21隐身轰炸机

2024-09-16军事

一直以来星链都会被认为美国干预地区平衡的重要工具,因为星链能在战时为热点地区提供通信支持,这对于通信基础设施被摧毁后的一方尤为重要,比如俄乌战争中的乌克兰,星链已经成为其对抗俄罗斯极其重要的工具!

然而一位中国科学家的研究却让星链成为PLA探测来袭隐身目标比如B-21以及F-22和F-35的重要工具,并且还是在没有发射任何电磁波、雷达完全静默的条件下,这让马斯克和五角大楼太尴尬了,因为到现在为止已经有7000多颗卫星已经发射,接下来是建还是不建呢?

星链卫星:从敌对方成为利己工具,马斯克完全懵了

星链是SpaceX正在打造的一个近地轨道互联网通信星座,其原理是通过卫星巨大的天线在地面使用者与地面接入点之间建立一条「无线网桥」,也就是将与使用者之间的链路接入最近的地面站,使用者通过卫星的「网桥」访问全球互联网。

在陆地上地面站比较密集的地区,基本上只需一颗卫星即可建立起这种链接,但如果在极地或者在大洋中心时附近没有地面站怎么办?可以通过卫星之间的「星间链路」跳到最近的地面站建立起通信,也就是说在星链卫星接力下,完成从大洋中心到最近的地面站落地接入互联网。

原理很简单但实施难度却很大,因为要保证全球任何地区保证不间断连接的话需要发射大量卫星,轨道越低卫星数量也越大,星链卫星的轨道分布在340千米到570千米之间,总共需要4万颗卫星才能保证地球上绝大部分地区都能顺利接入互联网。SpaceX从2018年开始到现在,总共已经发射了7000多颗卫星,

星链军用:乌克兰战争展现巨大威力

由于各国地面接入互联网程度并不都像中国那样普及,特别是美国中西部地区以及南美和欧洲非洲等地都是互联网的荒漠地带,尽管星链的「月租」不便宜,比如普通用户599美元的硬件费用+120美元的月使用费,但用户依然在蹭蹭的上涨,截止2024年5月,星链用户已经突破300万用户大关,营收在2024年有望达到66亿美元,实现较大幅度的盈利。

星链可以从任何时间任何地点接入互联网的能力,在俄乌战争中发挥极大的用处!因为在战争爆发初期,俄军就摧毁了乌克兰境内的重要通信枢纽,除了应急通信外,这些被摧毁的区域就如同信息孤岛,很快SpaceX在美国政府的授意与支持下,星链对乌克兰开放,大量通信终端被送到乌克兰战场。

乌军也是将星链军用玩出了花样,除了军令传递、战场通信等常规操作以外,乌军甚至将武器系统比如防空导弹通过星链连入了指挥链路,成为乌军简易版的C4ISR系统,并且还可以接受北约的预警机甚至侦察卫星传递的预警信息,战场态势感知乌军居然比俄军强得多,一度对俄军单向透明,防空导弹打飞机一打一个准,海马斯打俄军目标,俄军却找不到乌军目标!

俄罗斯对星链也是咬牙切齿,但是迫于SpaceX是美国资产,尽管俄罗斯有导弹反卫星武器以及激光反卫星武器(致盲,对通信卫星没啥效果,主要针对侦察卫星),然而除了非杀伤性的干扰外,俄罗斯愣是啥都没敢干,这个憋屈真能让北极熊暴跳如雷,但有啥办法呢?

PLA也没好办法:到底该怎么办?

星链在乌克兰战场的玩法也是被PLA(解放军)看在眼里,这星链确实牛逼,就算地面通信设施全部被摧毁,星链也能保证战场通信畅通无阻,只要设备普及率足够,甚至还能畅通无阻的保证民用通信,这个容量虽然达不到全球互联网的规模,但为一国或者某个区域提供一个「备份」的链路完全没有问题。

因此在未来可能发生的台海危机中,在PLA摧毁了台军通信基础设施后,星链极有可能将成为台军的备份链路!2022年初,台伪中华电信就已经和SpaceX有所接触,并且在2022年10月25日通过「卫星固定通信频率核配事项」指导与SpaceX的合作定好了法律基础。对于这种很难摧毁与封锁的接入方式,PLA面对和俄军类似的难题,只是PLA比俄军有更多的手段,比如无人机24小时跟踪打击地面接入设备,问题是用导弹去打击这种价值只有599美元的天线,成本太高了。

想要彻底解决当然是攻击源头,也就是位于太空的星链卫星,但这样一来卫星数量实在太多,需要的导弹数量是海量的,并且卫星被摧毁后地轨道长期会被碎片占据,成为航天器墓地!并且更现实的问题是攻击星链会导致战争规模从地面蔓延至太空,因为美军也同样拥有攻击中国卫星的手段。

马斯克懵了!星链居然能被中国这样用

在星链面前似乎只有招架之功并无还手之力?星链出现之后局面一直以来都是如此,但近期中国科学家的一项研究却表明星链也能为我所用,武汉大学电子信息学院易建新教授团队的研究报告指出,如果运用得当,星链也能为我所用,并且还能立下大功!该研究团队日前使用了无人机验证了这种模式,结果大获成功!

在易建新教授团队携带的地面雷达监测屏幕上,模拟远距离靠近的「隐形战斗机」的飞行轨迹清晰的显示出来了!可能很多网友对此一点都不觉得好奇,不过是模拟设备么,被雷达发现不是很正常么?又不能模拟出目标一模一样的性质,然而你只要仔细了解下测试环境就会大吃一惊:

  • 这是一架RCS与飞鸟差不多的DJI Phantom 4 Pro无人机;
  • 易建新教授团队没有携带能发射任何电磁波的雷达天线;
  • 这种无人机的雷达回波与飞鸟差不多,属于低慢小的目标,一直都是雷达探测的难题,因为这种目标的RCS面积与隐形战机以及轰炸机差不多,研究团队经常用它来来模拟远距离靠近的隐形战机。

    要说这种无人机RCS小,但也不是没有雷达回波,只要大功率雷达照射,一样能让它无处遁形。然而炸裂的事实来了,易建新教授团队并没有携带大功率雷达发射天线,甚至都没有携带发射电磁波的雷达,只有几个能接收多个信号源并对此进行分析的「雷达」。

    而这个接收的信号源正是星链发出的电磁波,由于星链需要和接入客户端通信,需要持续不断的向地面发射无线电波,而易建新教授团队正是利用了有飞行器穿过这片信号区域时会产生反射的电磁波,被易建新教授团队携带的多个雷达天线接收到,经过易教授开发的信号处理算法运算后,这个在雷达下隐身的目标就清晰的显示在了雷达屏幕上,航向、速度以及高度等三维坐标信息全部暴露了,要是在战时这些数据就是导弹的火控数据,简单地说就是可以发射导弹了。

    被击落了可能都还不知道自己被发现

    假设此时美军在关岛基地起飞了4架B-21的隐身轰炸机打击编队,并在琉球群岛的美军基地起飞了F-22战斗机为其护航,美军以为会神不知鬼不觉的一举完成踹门任务,因为中国沿海的大型相控阵雷达只是漫无目的的发射警戒雷达电磁波,没有锁定任何一架美军的飞行器(雷达在发现目标后会反复扫描该区域,目标会很容易发现自己已经被发现甚至锁定)

    然而使用了易建新教授团队技术的PLA雷达监测屏幕上,早就发现了从数百公里外逼近的几个飞行器,目标的性质、方位、航向、高度等信息尽收眼底,就等判定是训练飞行还是执行打击任务了,必要时刻可以先发制人打击;可以肯定的是,在PLA导弹发射之前,美军甚至不知道已经被发现,如果发射的是红外特征与雷达特征都很小的空空导弹,甚至在逼近后主动雷达开启的一瞬间前都不知道自己被发现。

    即使没有星链卫星:中国也能探测到美国的隐身战斗机与轰炸机

    使用星链卫星发出的信号作为发现隐身目标的探测手段,绝对是天才的主意,更绝的是易建新教授团队居然还实现了,马斯克真是做梦都没想到,这个为不只是为全球民众建立的通信网、同时也是美军全球互联网接入的备份系统,居然有一天被中国人弓虽女干了,被PLA用来对付美军的手段,这个着实让马斯克有点措手不及!

    星链为何能探测隐身目标?无源雷达探测技术

    隐身飞行器之所以很难被探测,那是因为其从多个方面下手,让雷达回波降到最低,一般来说可以操作的几个方向大致如下:

    1. 使用极致的翼身融合体,取消垂尾,将飞行器变成一个扁平的薄饼状,进气道设计在背部,被机体的自然迎角遮挡,也就是类似B-2的飞翼形形状,那么对水平方向任何角度的电磁波的正面反射面积都是最小的;
    2. 机身表面对RCS有影响的位置都处理好:主驾驶座舱罩镀膜防止舱内反射、进气道弯曲,避免发动机叶片形成镜面反射、接缝处处理成锯齿形、减少机身凸起物,比如将各种天线内置或者与蒙皮一体化等等;
    3. 隐身涂料:在气动布局与机身接缝处等隐身处理完成后剩下的就是涂隐身涂料,这种能将电磁波转换为热能吸收的涂料可以降低RCS(雷达散射面积)1-2个数量级,但这种材料不是附着力差就是维护成本高,或者价格昂贵等等,B-2的成本太高就有一部分就是隐身涂料的锅;
    4. 红外隐身:现代战斗机与轰炸机不只要在意电磁波反射面积,也要在红外波段隐身,一般战斗机在这个上考虑的不多,主要是是涡扇发动机混入尾喷管冷却尾流,但在轰炸机上可以考虑发动机尾喷口背置,与机身背部经过的强气流混合降低红外特征;
    5. 目前也有主动降低红外特征的手段,比如等离子体发生器在机体容易发生雷达反射的位置,因为等离子体会扭曲反射甚至改变电磁波频率,使得对方雷达就算收到了回波也会被滤波器认为是杂讯而被滤除,不过这种手段到目前为止还在研究阶段,短期内要实用化还是有困难的。

    经过这几个操作手段后,这种隐身飞行器在雷达屏幕上的特征不会比一只鸟大多少,特别是B-2更是现代隐身技术集大成者,而B-21是在B-2的技术上再一次升级,你猜B-21的隐身能力有多强?当然美军没公布,就算公布了也是一个假数据。

    但是这种飞行器的隐身并非是能在任何条件下都是隐身的,就现代科技掌握的隐身技术中有几个致命的问题:

    飞行器并不是全向隐身的:正面RCS最小,侧向RCS比较大,尾部RCS更大,机腹下方与上方最大,跟一个平板差不多,要是这两个方向有一个雷达,就算是二战的军用雷达也能发现;

    飞行器的吸波涂料并不全波段能吸收电磁波的,仅仅是在现代雷达的某个波段有强烈的吸收作用,超过此波段基本无效,比如战斗机的X波段(8.5~10.68吉赫兹),要是会用更低的米波段作为雷达的波段,隐身战斗机的隐身性能是大打折扣甚至无效,只是这种波段的雷达天线比较大,战斗机没法用。

    所以用米波雷达以及多址雷达技术可以完全解决隐身飞行器的探测难题,多址雷达就是使用多个发射源并且也使用多个接收天线,将整个环境全方位无死角的整合到一起,隐身飞行器正面、侧面甚至尾部都可能被截获到特征,数据整合后一个战场态势就呈现出来了,在这种雷达技术加持下,隐身目标探测并不会成为太大的障碍。

    多址雷达的延伸就是无源雷达,也就是不使用发射天线,利用全球各地的雷达电磁波以及甚至电视台发射的电磁波等进行探测,这就是著名的维拉无源雷达技术!不过任何多址或者无源雷达技术都比不上在飞行器上方设置一个极高高度的雷达发射天线,因为这个位置上来看,B-2与B-21就是一面大镜子,想不看到都很难。易建新教授团队使用的探测技术就是这种,因为雷达发射源是现成的,相当稳定的星链卫星,这种卫星要与地面客户端建立联系,需要不断发射电磁波,正好成了无源跟踪系统中最重要的外置发射源。

    估计有很多网友会有说法了,比如将星链卫星在路过中国上空时关机不就没法探测了?答案确实是,星链也有这样的技术,但问题是我们并不需要星链飞到我们头顶时才能探测,比如在南海甚至西太平洋上也能设置这样的固定或者移动基地,是不是星链就没法在西太用了?

    这个不是星链能决定的,如果五角大楼让星链在这些区域闭嘴肯定是能达到目的的!但是星链关了我们就没办法了吗?其实完全不是,中国强大的米波相控阵雷达,对隐身目标的探测早已不在话下,只是我们从来都不会拒绝多一种探测手段,也许世界上的其他国家有需要呢,待价而沽谈条件或者卖个好价钱我们都非常乐意!