美国要开发能够跟踪移动目标的卫星网络来取代预警机,摆脱预警机远远落后于中国的境地,但美国虽然有数量庞大的"星链卫星",却没有足够的镓材料生产氮化镓雷达。

为什么要开发能跟踪移动目标的卫星网络?

近日,美国太空部队作战部副部长盖特莱恩将军表示,美国正在开发能够跟踪地面移动目标和空中移动目标的卫星网络,这种卫星网络“可能在2030年代初”开始上线,随着星链卫星和氮化镓雷达的不断成熟,盖特莱恩将军的这个说法已经有了可行性,美国人又一次走在了世界前面。

(盖特莱恩将军)
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(盖特莱恩将军)

在此之前,美国是用E-3、E-2这样的预警机或E-8C这样的监视飞机探测空中或地面移动目标的,技术优势也比较明显,并不着急升级换代。但从本世纪初开始,中国在短短20年的时间里,通过空警-2000、空警-500、空警-700三种预警机,迅速走完了有源相控阵雷达、数字阵列雷达、共形阵列雷达这三个阶段。

这让美国一下子从遥遥领先变成了远远落后,因为其现役的E-3预警机还在用机械扫描雷达,竟然落后中国2-3代,这是自二战以来从未有过的情况,美国自然不甘心,于是就订购了2架美国版的E-7"楔尾"预警机,据说美版E-7采用了氮化镓数字阵列雷达,但即使这是真的,仍然落后空警-700一个时代,更何况,美版E-7到2029年才能交付,届时,恐怕运-20版预警机都批量服役了,中美这么大的差距不是那么容易消除的。

美国其实并没有完全把宝押在E-7上,而是开创性的搞了能跟踪移动目标的卫星网络。

(E-7预警机)
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(E-7预警机)

在此之前,卫星虽然可以发现地面目标乃至空中目标,却无法做到连续跟踪,这是因为卫星只能在固定的轨道上飞行,通过地球某个地点上空的时间是非常短暂的,只能拍几张照片。因此,传统卫星虽然能够发现地面和空中的移动目标,却无法跟踪,也就无法取代预警机了。

这种卫星网络的优缺点

那这种卫星有什么样的优缺点,能否取代预警机,帮美国夺回技术优势呢?

优点就比较明显了,一般卫星的高度都能达到几百公里,是预警机高度的几十倍,探测范围自然也大得多。且因为是居高临下的从上方探测目标,B-21、RQ-180等飞翼目标的隐形能力显然就不好使了。况且,从太空进行探测就不存在侵犯领空的问题,可以对敌国纵深目标进行探测,这是预警机无法做到的。

但这种卫星的缺点同样明显,上面已经说了,卫星只能在固定轨道上飞行,即使能发现地面、空中的移动目标,也无法连续跟踪,可以说,只要解决不了这个问题,卫星就无法跟踪移动目标,这在以前几乎无解,但现在却不一样了,因为美国有了星链。

星链与氮化镓雷达使卫星跟踪移动目标成为可能

星链是由美国"太空探索技术公司"提出的低轨互联网星座计划,目的是建设一个覆盖全球的,大容量、低时延的天基通信系统。截至2024年5月,在轨的星链卫星总数已达6393颗,而最终的卫星数量将达到42000颗!42000颗卫星能否做到对移动目标的接力跟踪呢?如果不能,还可以再加。

更重要的是,星链卫星一开始就采用了模块化设计,可携带多种载荷,雷达、红外、可见光等传感器模块都可以很方便的加装。

(星链卫星具备跟踪移动目标的潜力)
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(星链卫星具备跟踪移动目标的潜力)

事实上,马斯克的"太空探索技术公司"已经与美国军方展开合作,准备打造美军的低轨的间谍卫星网络。而现在,Guetlein将军为我们揭开了这个卫星网络的真面目,它不仅具备传统的卫星侦察功能,还将具备跟踪移动目标的能力,不要忘了星链卫星惊人的数量,还有它的老本行,互联网通信。

至于这种卫星所用的传感器,只能是雷达,为什么不是光电设备呢?因为云层,空中目标只要钻入云层就会可以躲过光电传感器的探测,地面移动目标就更不用说了。但相比预警机,卫星还有一个缺点,那就是距离目标太远,如大部分星链卫星就分布在340公里高度的甚低轨道上。而星链卫星的载荷又比较小,这就需要用氮化镓雷达功率大、探测距离远的优势进行弥补,但这就意味着需要海量的镓材料,可不巧的是,我国已经开始对镓材料进行出口管制,美国重建镓材料的产业链才有可能满足需求,但这不是短期内能够完成的。

(星链卫星轨道高度较低)
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(星链卫星轨道高度较低)