DARPA 刚刚为美国空军提供了一个望远镜,用于监视卫星破坏

在一次简朴的沙漠仪式上,军队准备保卫天空。
The Space Surveillance Telescope Complex
这座望远镜位于北奥斯卡峰的顶端,用于探测地球同步轨道上的运动物体。Kelsey D. Atherton

当我们在夜晚仰望星空时,我们正凝视着一个无限深邃的海洋,一个充满无限层层更深、更远光芒的虚空。大多数望远镜都在寻找我们宇宙的极限,或者记录人类认知边缘的天体现象。DARPA(美国国防部高级研究计划局)的太空监视望远镜(Space Surveillance Telescope,简称SST),该机构昨天已将其移交给美国空军太空司令部,其主要任务是绘制地球附近物体的轨道图。它的职责是通过辨别哪些明亮的物体正在地球同步轨道上移动,并过滤掉其他所有物体,来绘制出最接近地球的空间层。

太空监视望远镜,昨天大家称之为SST,是DARPA运行时间最长的项目之一。通常,DARPA喜欢在三年内完成的项目,从概念到原型,再到可以完善为国家安全或军事有用的工具。

SST项目始于2001年,昨天标志着该望远镜从DARPA的实验项目转变为空军资产。(除了空中领域,空军还声称拥有网络和太空领域,确保其在保护互联网和卫星电视方面都有发言权。)该望远镜于2011年2月首次投入使用,观测夜空。它坐落于新墨西哥州白沙导弹靶场北奥斯卡峰顶,海拔8000英尺,是美国大陆第十大、全球第三十八大的望远镜。

Space Surveillance Telescope Control Room
Kelsey D. Atherton

SST的关键在于一个由麻省理工学院林肯实验室于1998年开始研发的传感器,尽管该想法更早之前就已被理论化。通过一系列弯曲的电荷耦合器件(CCD),望远镜可以无失真地记录来自弯曲镜面的图像。最终,这可以为更紧凑的光学系统提供支持,并且形状可以不同:不像现代相机那样是平面,弯曲的CCD可能导致球形相机,失真更小。与林肯实验室合作的材料科学家James Gregory表示,这项技术可以重新设计光学器件,消除像散。并非所有DARPA项目都能产生超越军事用途的技术,但用于太空监视望远镜的成像设备可能会重塑相机。

据DARPA副局长Steven Walker称,该望远镜捕捉到了一幅广阔的画面:1亿像素。只需一人即可操作,而且该人员可以远程操作,或设置望远镜自主扫描天空。它还捕获大量信息,摄像头在典型的夜间扫描中收集并保存半太字节的数据(收集的数据量因任务和其他变量而异)。整个设备非常庞大,重达225,000磅。

该项目的既定目标是跟踪地球同步轨道上的物体,这是对地球上的人们最有直接价值的空间区域。地球同步轨道的卫星与下方地球的自转同步运行,因此它始终位于同一地点。地球同步卫星广播电视,提供GPS坐标,转发通信,并拍摄地球,为我们提供从天气信息到各国政府详细监视的一切。作为一项产业,卫星产业每年创造数千亿美元的收入

美国并非第一个将卫星送入太空的国家;DARPA副局长Steven Walker在周二的仪式上提醒听众,DARPA是在斯普特尼克事件震撼了美国人的自满情绪后成立的。自冷战结束以来,美国一直是太空轨道上卫星的最大受益者,目前有576颗卫星在轨,其军事力量已经运作了几十年,确保太空中的工具能够继续为地面人员提供有价值的信息。

Front Of The Space Surveillance Telescope
Kelsey D. Atherton

现在,美国空军不再那么确定了。美国空军太空司令部战略计划、项目、需求和分析主任Nina Armagno少将告诉与会人员,到2025年,“俄罗斯和中国可以威胁到我们所有的太空资产。”2007年,中国用一枚导弹击落了自己的一颗卫星,而能够将物体送入太空的基本弹道技术,同样可以携带爆炸物来摧毁已经存在的物体。

太空监视望远镜并非应对他国互相炸毁卫星威胁的完美解决方案。根据DARPA和空军的说法,它是解决方案的第一步。通过提供太空态势感知(Space Situational Awareness,简称SSA,但大声说时几乎总是说全称),空军希望跟踪夜空中哪些物体在移动,哪些物体是新的,以及这些物体可能对轨道上的卫星构成何种危险。当被问及空军是否正在研发太空武器来保护卫星时,Armagno澄清说,空军正在研发太空*防御*,并拒绝进一步解释。

归因是SST可能为军队带来的一个太空防御能力。有了地球同步轨道物体的工作图像,如果出现新的物体并与通信卫星碰撞,SST就能显示该物体是如何在天空中移动的,然后其他工具可以将其与发射方联系起来。Armagno引用乔治·华盛顿首次国情咨文中的话:“为战争做好准备是维护和平最有效的方式之一。”

Back Of The Space Surveillance Telescope
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SST的总项目成本为1.5亿美元,大约是空军最新隐形战斗机F-35A单价的两倍。要覆盖整个地球静止轨道需要四架这样的望远镜。在交接仪式上被普遍嘲笑的预算限制意味着,第一架SST现在是唯一的,它生命的下一个阶段将是拆解。SST将前往澳大利亚,在那里它将成为太空司令部观测南半球天空的眼睛。那里的需求最为迫切;空军拥有许多观测太空的工具,而其中只有一个位于赤道以下。

SST的下一阶段生命将在澳大利亚哈罗德·E·霍尔特海军基地的海滩上开始。澳大利亚皇家空军的空军少校Sally Pearson在交接仪式上表示,他们必须为望远镜做好“飓风天气”的准备,而当它安置在内陆沙漠山峰上时,这一点并不需要考虑。

澳大利亚和美国空军都希望在2020年之前在澳大利亚部署并运行该望远镜。一旦就位,它将观测太空,绘制和描绘物体,寻找危险。它将与NASA和更广泛的科学界共享部分信息,特别是当这些危险物体是小行星时,但它仍将是一个军事工具,扫描由人类制造并威胁到围绕含有所有人类的行星运行的其他人类制造的物体。

太空监视望远镜本身无法阻止任何此类威胁。相反,它将保持警惕,使得任何将恶意物体送入轨道的国家都难以否认其存在。“没有人想要一场太空战争,”Armagno告诉听众。“万一有人想,SST将会在那里查明到底是谁决定在天上发动战争。”

The Space Surveillance Telescope As The Sun Starts To Set
Kelsey D. Atherton
 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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