设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 2419|回复: 5
打印 上一主题 下一主题

[武器展望] 第二次空间竞赛

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
 楼主| 发表于 2023-5-26 06:39:58 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2023-5-25 16:58 编辑 - ?( X8 B# O) u: d

4 ~+ K) o! S, P, R# m/ D第一次空间竞赛在美苏之间,以“阿波罗登月”结束,美国胜利。第二次空间竞赛在中美之间,这一次不为面子,为里子,竞赛围绕着星链,现在要进入高潮了。- t' W2 X3 ]# Y0 V) F+ Q

; C. I; H1 I2 o5 t' N% X- d+ q
6 v! }( H9 [* E1 x海南文昌的新发射设施0 ?# k4 }  B2 G" a
4 W* G$ ^( J& V- I( C
: N( c$ T2 T3 p) t( O
长征8的发射' @5 G2 y- Y. r! F. W
& N  W, R  Z6 l+ o
马斯克的星链在乌克兰战争里大出风头,为乌克兰提供了低成本便携式卫星通信,极大帮助了传统通信系统受到俄军强力压制的乌军。星链由于全球到达,具有高速数据通信能力,有可能成为6G标准的一部分。中国在5G时代领先,美国决心要在6G时代抓回领导权。美国在5G时代的落后说明了一个问题:没有存在就不可能有领导权。现在,高速数据通信发展到了空间时代,中国如果不在太空布满小卫星,就谈不上空间数据通信的领导权。这是“中国星链”的最大动力。- Y  G# g( ]# I2 H
: C' S- Z( j$ \
另一方面,星链卫星“霸占”低轨道,横冲直撞,无所不在,甚至对中国空间站造成威胁。从空间安全角度出发,中国需要部署空间测控系统,掌握星链的动向,并提供可用的反制措施。把星链卫星打下来是不现实的。星链已有3500多颗卫星在轨,计划最后达到近3万颗,打是打不过来的。但截获和干扰是可能的。和GPS卫星一样,地面干扰靠旁瓣,效果不好。视线内干扰最好,这就要靠太空中中国自己的“反星链”了。& S( c* A! g/ g) ]

" j1 I+ j( ]+ }; F7 q- g& b不管是为了什么目的,《南华早报》引用中国《宇航学报》上宋征宇的文章报导,中国正在海南文昌建设新的长征8火箭制造和发射设施,采用脉动装配线,每年可组装和发射50枚长征8,每枚可携带20多枚星链级卫星。也就是说,差不多每年1000枚“中国星链”卫星的速度,与SpaceX的速度差不多。( w6 |! i- V7 @! E% G$ G/ q
2 q2 D- Q, W# b& E( p# m/ a
宋征宇是长征8的总设计师。这是他的百度介绍:. O" f" L  K8 M' u! O2 B
https://baike.baidu.com/item/%E5%AE%8B%E5%BE%81%E5%AE%87/8385183
+ W! |( y5 H9 \; M
/ ?) q4 X" X4 @5 _# }8 Q1 e7 v这将使得中国卫星发射能力差不多翻番。相比之下,SpaceX在2022年发射了61次,不过很多是用可重复使用的猎鹰9发射的。长征8是低成本,但不是重复使用的。据报道,中国现有运载火箭的发射成本约3000美元/公斤载荷,和SpaceX相近。长征8可显著降低。- @6 a' G/ H& N3 ~1 R( Y: d$ {

8 A: R3 G1 ~; i另一个不同的是,“中国星链”采用700公里高度的太阳同步轨道(SSO),也就是说,同一颗卫星每天在相同的时候经过地球表面同一个地方。星链是高度550公里的低高度地球轨道(LEO),轨迹相对“错乱”,靠数量众多才能可靠覆盖。“中国星链”计划发射13000颗卫星。较高的轨道意味着更大覆盖面积,需要的卫星数量较少,运载火箭推力要求增大(同理,反卫星导弹的推力要求也更大),信号功率要求比星链高,但依然较低。
! r# d+ G1 c6 Z$ h, ]6 k! t8 p& |! ]* f' Q* u
在军事上,更高的SSO卫星可容易地锁定与较低轨道LEO星链通信的地面发射站,也能有效地施加干扰。在乌克兰,星链发射站是“背包可携带”,机动灵活,用常规方法难以锁定。但“骑在”星链卫星的头顶上,就一目了然了。然后该干嘛干嘛。当然,锁定发射站是被动的,干了都没人知道;干扰就是战时行动了,否则会带来很大的国际政治问题。
5 g$ U3 Z9 s( S/ g% A2 A$ l& O5 L) Q5 M
现在用SSO的卫星不多,主要是一些地球观察卫星。每天在固定的时间通过固定的地点,容易比较地面的变化,对观察农作物、冰川、森林、地表温度等特别有用。部份“中国星链”卫星将兼职各种地球观测,而不只是通信。
0 i# y' P% @# J; k1 K
8 M; V) ^) z0 Q* G5 J据报道,中国现有在轨约4000颗各种卫星,长征8上马后,数量将急速增加。
/ ?. i) w, y5 {" Q0 a7 Z, S3 G% r, h% @& X# O* Z
中国现有运载火箭要么太大,要么太小,不适合发射星链级卫星。长征8虽然不可重复使用,但采用了新的低成本制造技术,极大降低了成本。比如说,脉动装配线像流水线一样,运载火箭可在装配的每一个阶段中,移动到相应工位,各种工装和材料“一拥而上”,完成本阶段的装配任务,然后移动到下一个工位。这样容许多个工位对不同装配阶段的火箭同时工作,大大提高效率。
! F- Y2 V& z" c) H/ n0 s( |1 r7 [+ p. }0 z+ i2 c
传统火箭装配是固定工位,不同工装和材料不断开入撤出,逐步完成装配任务,然后最后一次性运出去,效率较低,只适合小规模的“作坊制造”。SpaceX已经采用脉动制造了。中美的战斗机制造也采用脉动制造。3 i3 g4 U6 F( m* b+ l; z
' r, l7 c. K2 `0 r7 R$ ]
中国强大的制造业则提供了量大质优的基本组件,这是供应链优势。先进技术进一步降低成本。比如传统的三余度惯导降低到双余度惯导,可靠性用先进数字技术补偿。
8 p% I* l, @4 S- `; G( e; g* H( A4 A! ~. G4 x, _
长征8也是世界上第一个取消模态试验的火箭,节约了时间和试验开支。实际火箭不是理想的刚性体,瘦长箭体的振动和弹性需要精确管理,确保不会因为共振在发射和飞行中解体。传统上,每一枚火箭组装完毕后,要进行模态试验,对实际振动特性和弹性模态精确摸底。长征8是第一个在设计中就取消全尺寸模态试验的的火箭,设计人员用数字仿真就可以精确复现不同载荷和发射条件下(包括取消助推级、载荷段整流罩修型)的振动和弹性模态,并调整相应火箭参数,确保发射和飞行安全。4 ^2 z4 \( B: B7 k
; ?5 k* x8 T( g: j& P+ ^4 ]; |& N
运载火箭发射一方面是大工业作业,另一方面依然像裁缝铺子,还是对每一件作品量身修裁的。先进的数字化使得设计和发射准备时间缩短了12个月。
2 G3 d" I' p! Q4 W' p' L9 S1 A4 v7 o" r& N
火箭制导也采用全新方法。传统的两级火箭是在一级抛掉后,第二级立刻点火,继续上升,最后用载荷级的姿控火箭控制入轨。长征8不然。在一级抛掉后,在惯性和重力作用下,在亚轨道高度“滑翔”到目标位置,再点燃第二级火箭。( Q6 I+ S* [3 r. L
9 S3 S8 W2 K7 O. P- c
大气层内起滑是中国高超滑翔弹的绝技。在助推火箭关机后,导弹靠惯性和重力的作用,最终自然低头。在改为水平姿态的时候,再次启动发动机,水平推进,直到最终进入滑翔状态。这比高抛弹道然后俯冲改平要节约能量,降低弹道,增加探测难度,提高起滑可靠性,但对精确姿控的要求非常高。长征8很可能是共享了相似的技术,提高了入轨精确性,也能更加有力地补偿不完美发射时的轨迹偏离。
$ `  `5 ~5 i+ T0 F- G- {# O$ ]5 c
! ]& Z# h  c6 s3 l6 U海南文昌正在加紧施工,发射台以10天一层的速度加班加点,主体结构已经提前20天完工,预计2024年6月进行第一次发射。- e- ~( t; g; x7 C$ G/ L( s& d7 K

/ a0 Z- o" h9 E, e8 l" N, j中国对美国的追赶真是上追九天,下追黄泉啊,一点缝隙都不留,全场紧逼呢。在外交上,美国追着中国满世界跑;在科技上,中国追着美国满宇宙跑。妥妥的G2。

评分

参与人数 11爱元 +86 学识 +2 收起 理由
常挨揍 + 10
水风 + 8
方恨少 + 12
老票 + 16 + 2
老树 + 2 谢谢!有你,爱坛更精彩

查看全部评分

  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-9-2 21:30
  • 签到天数: 1181 天

    [LV.10]大乘

    沙发
    发表于 2023-5-26 09:38:23 | 只看该作者
    SSO 和 LEO 不是对立关系,而是不同维度的划分方法,实际上大部分 SSO 是 LEO 大类里面的一个变种。但我没有看明白中国星联采用 sso 的好处,毕竟 sso 是不适合通信卫星的
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    板凳
    发表于 2023-5-26 10:16:14 | 只看该作者
          虽然使用SSO轨道卫星有军事上的好处,但是要维持几千颗卫星的长期服务还得依靠民用/商用通信等业务。700公里比550公里的轨道高度,电磁波的路径损耗要高1倍,同时每个卫星覆盖面积更大,这意味着同一卫星覆盖小区里的单用户数据速率更低(因为更多用户分享同样多的信道频谱资源)且通信耗电量高一倍,在性价比上完全竞争不过星链。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    地板
     楼主| 发表于 2023-5-26 11:27:39 | 只看该作者
    雷达 发表于 2023-5-25 19:38
    & f4 k! Q& x! A, L' pSSO 和 LEO 不是对立关系,而是不同维度的划分方法,实际上大部分 SSO 是 LEO 大类里面的一个变种。但我没 ...
    ; Q. [" e  [: P* z6 G
    是的,SSO和LEO不是对立的。
    7 x5 i6 t4 _9 ~8 J" V, L% k  V  P& \0 `7 W2 J+ v5 M; w. v
    为什么中国星链用SSO,我也不是太清楚,但SSO这点高度差不至于影响作为通信卫星的工作?
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2023-5-26 11:29:27 | 只看该作者
    tangotango 发表于 2023-5-25 20:16( F+ G0 U2 K! y% }! l
    虽然使用SSO轨道卫星有军事上的好处,但是要维持几千颗卫星的长期服务还得依靠民用/商用通信等业务。 ...
    : V+ I; X, W6 q  t
    是有这些问题。我也说不好。想起来中国在确定这个轨道高度的时候是有考虑的。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    2022-4-16 03:01
  • 签到天数: 192 天

    [LV.7]分神

    6#
    发表于 2023-5-27 09:28:34 | 只看该作者
    雷达 发表于 2023-5-26 09:38* n7 m/ z) [6 q" g' @
    SSO 和 LEO 不是对立关系,而是不同维度的划分方法,实际上大部分 SSO 是 LEO 大类里面的一个变种。但我没 ...
    " J4 X) U2 j2 N( q- h
    但如果以SSO为基点,操控高空无人垃圾回收航天器进行运行的话,那么就不是问题了。我们也不需要1万那么多,几百就足够覆盖某些热点地区,几千就可以保证我国上面干干净净的,再加一些,可以帮助北美国家清理垃圾。如果固体回收有成本压力的话,那么激光热处理技术可以了解一下。. a$ @% x$ C' e9 k  {8 L
    : ?/ Q+ s- J8 V3 q4 u
    反正我觉得这东西当基站的话,玩法很多。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2024-11-15 01:28 , Processed in 0.035867 second(s), 21 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表