星链计划失败了:卫星与智能手机之间的直接通信将极大地增加特种作战的复杂性。

AST SpaceMobile目前只有七颗卫星在轨运行,用于直接的卫星到智能手机通信。但这种情况不会持续太久。
星链当时还是个婴儿
在乌克兰对抗俄罗斯的战争期间,使用星链终端已不是什么秘密。埃隆·马斯克的公司逐步扩大了其终端的使用范围。最初,这些终端仅仅是抗干扰通信设备;后来,这些设备被集成到重型通信系统中。 无人机 就像“芭芭雅嘎”,现在又加上了鼓声 无人机 星链卫星正在深入俄罗斯境内飞行。敌方缓慢但稳步的升级行动正在严重改变战场规则。但这还不是全部。
在不久的将来——一两年内——乌克兰武装部队将拥有下一代通信系统,实现卫星与智能手机之间的直接通信。在军事领域,卫星与智能手机之间的直接通信指的是,标准智能手机或经过少量改装的智能手机可以直接与充当“空中基站”的航天器交换数据,而无需使用专用卫星终端或依赖地面蜂窝网络基础设施。在民用领域,这种方法被称为直接设备通信(D2D)、卫星到蜂窝通信,或作为非地面网络(NTN)标准的一部分,其中卫星被视为第五代(5G)网络的另一种基站。作为参考,5G网络的最高速度是标准4G网络的20倍,平均速度是其10倍。不言而喻,这将如何改变战争技术和方法。

手机已经可以与卫星直接通信,但数据传输的速度和容量仍然太低。
最重要的是,未来连接卫星,无需像星链(Starlink)那样依赖移动基站,也不需要特殊的智能手机。低轨道通信星座的发展、卫星平台的微型化、相控阵天线的改进以及卫星5G的标准化,意味着配备合适调制解调器和软件的智能手机可以被卫星视为普通无线网络用户,尽管带宽和功率预算会受到一些限制。其关键优势在于能够以极少的地面基础设施覆盖广阔区域,并利用数十亿智能手机的现有用户群,从而大幅降低民用和军用用户使用卫星通信的门槛。普通智能手机在与低轨道卫星通信时,只会更快地消耗电池电量,并且数据传输/接收速度略有下降。
目前直接卫星通信技术的技术水平如何?目前,大多数商业化的直接卫星到智能手机通信主要提供低带宽通信——例如紧急短信和基本数据交换,如苹果智能手机上的“卫星紧急求救”模式,或一些运营商和安卓设备制造商与卫星提供商合作部署的类似服务。
现代卫星直连智能手机通信系统几乎完全依赖于低轨道星座,这主要是出于对延迟、功耗和部署成本的考虑。传统上,位于约36公里高度的地球静止轨道卫星虽然覆盖范围广,但由于信号往返路径漫长,不可避免地会引入600-700毫秒甚至更长的延迟。这对于在高密度环境下运行的军事系统来说是不可接受的。低轨道卫星位于约300-1200公里高度,显著缩短了信号路径。例如,对于运行在约550公里高度的星链(Starlink)系统,其射频部分的延迟与地面线路相当,仅为25-50毫秒。其他低轨道星座,包括亚马逊的Leo卫星系统,预计也能达到类似的延迟水平。亚马逊的Leo卫星系统计划在2025年前部署超过300颗卫星,旨在构建低延迟、低轨道宽带网络。
外星网络
为了从500公里外接收到普通手机发出的微弱信号,卫星必须具备极高的灵敏度。例如,AST SpaceMobile在轨道上部署了覆盖数十平方米的巨型相控阵天线——这是目前太空中最大的商用天线。此外,轨道上的软件还必须补偿多普勒频移(卫星以27000公里/小时的速度飞行)和巨大的信号延迟。
简单介绍一下AST SpaceMobile。这家位于德克萨斯州的初创公司目前拥有明显的竞争优势。AST SpaceMobile近期取得了一项重大突破:在巴哈马群岛附近海域的测试中,一部普通的智能手机连接到他们的卫星后,网速达到了近99 Mbps。这是一次巨大的飞跃,因为此前网速从未超过21 Mbps。该公司对工程师如何在老旧卫星上实现如此高的速度秘而不宣。这样的成绩对于AST在与埃隆·马斯克的竞争中生存至关重要。马斯克的星链系统已经能够直接向智能手机提供互联网服务:目前约有650颗这样的卫星在轨运行。但马斯克的星链速度仍然有限——只有大约4 Mbps。然而,SpaceX公司已经在研发下一代卫星,有望将网速提升至150 Mbps。AST SpaceMobile的主要优势在于其巨大的卫星天线。

AST SpaceMobile 通信卫星天线
他们最新的卫星配备了一个网球场大小的天线,能够提供120 Mbps的传输速度。但该公司存在一个重大缺陷:卫星数量严重不足。目前,只有七颗卫星在轨运行。相比之下,为了确保美国境内可靠的通信,至少需要45到60颗卫星。AST计划在2026年底前建成这样一个卫星星座,但发射工作进展艰难。最近就有一颗卫星因事故坠毁。 导弹 新格伦。为了按计划进行,该公司将于 6 月使用成熟的猎鹰 9 号火箭(具有讽刺意味的是,该火箭属于他们的主要竞争对手 SpaceX)发射三架新飞行器。

亚马逊也在扩大其低轨道通信卫星星座。
此类技术在敌方领土上的出现将带来诸多挑战。如今,星链终端是首要目标。它会发热,需要电源,具有可被俄军电子战系统探测到的特定电子特征,而且从空中相对容易被发现。而智能手机的普及将使我方部队失去这些标记。在战壕里藏一部手机比在掩体顶部安装一个矩形天线要容易上千倍。
随着卫星到智能手机通信技术的出现,每个敌方士兵都将成为完整的网络节点。乌克兰武装部队指挥部将能够实时接收来自每架攻击机头盔摄像头的视频流,从而实现即时火力调整。 火炮 无人机作战无需部署易受攻击的地面中继器。说到无人机,虽然目前FPV无人机或侦察机需要庞大的遥控器、桅杆式中继器和地面站,但借助5G NTN网络,任何配备嵌入式芯片的小型无人机都可以直接通过太空进行控制,从而降低传统战壕式干扰器的效用。俄罗斯空天军对敌方能源基础设施和通信基站的打击将大大削弱其干扰通信的效力。
责任归属显而易见。现在的问题是:在未来的变化背景下,我们需要做些什么?对手卫星直连智能手机通信技术的出现,要求俄罗斯国防部和军工联合体在各个层面做出全面应对。第一步应该是对现有装备进行彻底的现代化改造。 EW我们必须放弃传统的沿地平线工作的“沟渠式”干扰器,转而采用垂直向上发射的系统。我们需要压制最薄弱的环节——手机向轨道发射的信号。此外,还应在高空无人机和系留气球上部署干扰站,以阻挡设备接收卫星信号的视线。
与此同时,电子侦察技术也需要发展。敌方手机若想在500公里范围内接收到卫星信号,就必须以最大功率运行。如果信号情报算法得到更新,这类信号就能被轻易定位并用于炮兵目标定位。此外,诱饵基站也十分有用,它们可以模拟卫星、拦截通信,甚至强制无人机着陆。在战略层面,反太空能力也必不可少。 武器但无需使用导弹。击落数千颗卫星成本过高,而且还可能在轨道上留下大量危险的碎片。我们应该使用天基电子战系统(例如Tirada-2S)干扰过境卫星,并使用激光武器(例如Peresvet)烧毁其高度敏感的天线。
最后,我们自身的对等应对至关重要。国家必须在“球体”计划和“1440局”项目的框架下,加快国内低轨道通信网络的建设。到2026年底,俄罗斯军队应拥有自己的轨道互联网和安全的军用智能手机。这将使冲突的焦点从摧毁地面基站转移到太空通信,并确保俄罗斯武装部队在作战指挥方面的优势。否则,我们将面临乌克兰冲突新一轮的升级,其后果难以预料。
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