长征9号火箭搭配10米直径整流罩是为了发射超级GEO轨道航母监视卫星

  2021 版长征9号火箭搭配10米直径整流罩是为了发射超级GEO轨道航母全球动向直播监视卫星使用

  GEO轨道观测卫星的发展进步与智慧地球

  由于事务繁忙, 已经很久没有关注空间技术的发展了,近来浏览space flight now网站历史旧新闻。发现美国有机构也在研究GEO轨道观测卫星的信息,结合国内非常火热的弹道导弹反航母话题。随着人类空间技术的进步。GEO轨道观测卫星(专指GEO轨道图片侦察卫星)极有可能将发展成为除GEO通讯卫星之外另一庞大的应用卫星类型。

  GEO观测卫星的使用优势。

  一, 军事方面。

  GEO观测卫星的最大优势就是与地球同步,可以终其一生都实时“监视直播”地球某一地区,让这一地区单向实时透明。这也是为什么GEO观测卫星将会成为弹道导弹反航母技术的核心中枢的原因。设想某一GEO观测卫星的地球表面视野直径为6000公里,地面分辨率为10米(甚至5米),焦点定于台湾岛,这样以台湾为中心半径3000公里范围内活动的航母将无所藏形。如果这一GEO观测卫星设计成可摇摆镜头,以3分钟一周期以台湾为中心扫描地球,这样其地球表面观测直径将达12000公里,从印度洋马尔代夫一直到中途岛的广大海域上运行的航母将无所隐藏。如果更进一步在全球GEO轨道布置多颗GEO成象观测卫星,那么未来航母除非只活动于南北极地区将无时不刻不处于“直播监视”范围下。再配以几千公里射程的反舰巡航导弹、反舰弹道导弹、甚至亚轨道空间轰炸机、空间轨道轰炸机,“远在大西洋上就能攻击沉航母”将不再是梦想。这甚至将会彻底革掉了海军军种的命,因为全球海洋实时透明监视之后,除了潜艇,海军水面舰艇在跨洲际远程攻击力量面前将是极度脆弱的。对于陆地军事力量而言,如果GEO轨道观测卫星的地面分辨率如果能够达到1米左右,陆军的运用将受到极大的限制,甚至会发展到不摧毁敌方GEO观测卫星就根本无法隐蔽调动作战的地步。当然,由于陆地车辆体积远比海军舰艇要小,初期受到GEO观测卫星的影响要远比海军要小,但随着GEO轨道观测卫星分辨率的提高,陆军、空军的活动也迟早会“实时”透明化。

  二,民用方面(智慧地球)。

  同GPS一样,GEO观测卫星主要是受军事使用推动发展起来的。不仅中国有,美国现在也有GEO观测卫星的发展计划,美国的可展开柔性镜头GEO观测卫星就非常科幻。事实上美国现役的红外导弹预警卫星就是一种GEO观测卫星。而在中国,与弹道导弹相比美国的航母是更为重要与现实的一种安全威胁。因此美国的GEO观测卫星的主要发展方向是导弹预警,而中国的GEO观测卫星则主要是受反航母技术发展所推动,注重于海洋航母的实时跟踪。但GEO轨道观测卫星的使用,在民用方面更是广阔,无论是钱景还是前景都一样。

  (一) 私人态势感知应用。“态势感知”在军事上就是获取敌方实时动态的一种称呼。

  而随着GEO观测卫星的进步 ,民间私人用户也将同样能够实时获得广泛的态势感知信息。

  比如从广州驾车去深圳。在GEO观测卫星分辨率大为提高的未来社会。人们在出发之前就可以即时从GEO观测卫星数据库调取广深道路上车流实时情报信息。从而选择最顺畅的线路去深圳,以避开堵车、施工路段与水淹路段等。因为GEO卫星是实时扫描地球的,如果是“凝视镜头”,没有扫描周期可言,全是实时直播;而且即使是摆动镜头,只要扫描周期做到3分钟重访,也完全可以用于道路交通的预报了。随时可以调用的高分辨率的广深道路实时信息可以让驾驶员胸有成竹,车前10公里、20公里的路况随时可知,那里有重卡车、死弯一目了然。

  (二)灾害预警“微信”应用。

  现在微信有一个重要应用就是“搜身边的人”,由此成为 利器。而GEO观测卫星广泛应用之后。GEO观测卫星数据库与微信结合将能够实时通报与搜索“身边的灾难”。地震预警。由于GEO观测卫星实时“凝视直播”地球表面景象,某地发生地震(由其是汶川之类大地震)之后从地震中心开始房屋向外依次倒塌。GEO观测卫星系统实时直播监测发现这一异常现象之后可以立即自动向地震周边的所有手机用户转发地震信息。由于地震波传播速度远没有电子信息(光速传播)传播快,由此可以抢到几十秒甚至几分钟的逃命时间。在海啸、森林大火之类突发灾难预警中也一样,GEO观测卫星的“实时直播监视”优势是不可取代的。

  (三)土地违建、海洋搜索、偷车(由其是大车)监视与高速超速探测。

  GEO观测卫星的分辨率越高,其民用空间越广阔。当GEO观测卫星的地表分辨率达到1米以后,就有如在地球上空布置上众多的巨大监控摄像头。地面上的土地违建、海洋搜索与大型汽车监视甚至野外杀人、高速公路超速之类违法乱纪将一网打尽。也许在今天宇宙的某个角落里,外星人们也是这样管理他们的星球社会的。自从有GPS、手机、互联网与遍布全球社会各个角落的数亿个监控摄像头(周克华就倒在街头摄像头之下,而阿富汗大山里的塔利班武装分子很多都倒在无人机的摄像头之下)之类东西之后,地球社会也逐渐变得“实时透明”起来了。如果再加上现在GEO观测卫星的大发展,以后人们即使在荒效野外偷情也一样会被GEO观测卫星实时拍摄下来,恐怕有朝一日都会成为真正的离婚法律依据。这将开创一个全新的政府管理局面,因为从此天底下真的没有秘密可言。

  GEO观测卫星研制的难点与技术发展方向。

  卫星平台部分。

  目前的GEO观测卫星主要就是气象卫星与导弹预警卫星,分辨率连直播航母都不行,更不要说直播人类打野战了。因此如何尽快提高GEO观测卫星的分辨率就是当前的重中之重。美国的锁眼11侦察卫星在低轨道的分辨率号称能够达到0。1米,但也重达17,18吨左右,而镜头直径也达2。4米。如果不加改动将锁眼 11卫星发射上GEO轨道,由于距离地面提高了100多倍,分辨率起码也要降低100多倍,只有10多米。监视直播航母可以,但要做到监视直播高速公路汽车超速、偷情打野战还是不行。而做不到广阔的民用,GEO观测卫星就无法在经济上象“全球卫星定位系统”那样融入投资的良性可持续循环发展道路。因此要广泛民用的话(1米分辨率以上),GEO观测卫星的镜头起码要从目前锁眼11的2.4米提高到8米甚至10米以上,焦距也要长得多。如果要扩大观测视野还要加上镜头摇摆机构、超级数据传输天线。而整个卫星重量起码要达70吨甚至100多吨,已经不能再叫侦察卫星,而是应该改叫GEO轨道观测空间站了。而且小毛病也必须进行人工修复。因为一个这样规模的空间站以目前的美元价格什么也值100亿美元,坏了丢不起,什么也要象国际空间站那样必须保持20多年的工作寿命才“够本”。

  直径达8米的望远镜镜头地球上就有现成的,但地面上的天文望远镜平台有几百吨重。因此巨型GEO观测卫星的研制还涉及到轻量化镜头与镜筒平台的研制。也许可展开式柔性镜头才是出路。但巨型100亿、甚至10000亿象素的CCD光学器件研制更难,至少目前地球上还没有现货,光学镜头直径10米的倒还是有现货的,凯克天文台就是。如果玩拼接,直径做到几十米都可以,大麦哲伦望远镜就是如此。由于地球自转,处于夜晚时GEO光学观测卫星无法有效工作跟踪航母,因此必须加上红外观察仪器或者直接又研制GEO雷达观测卫星(巨型SAR侦察卫星)。考虑到美国阿雷西博射电天文台直径300多米天线观测水星时才能够达到175公里的分辨率(具体数值记不清了,175公里是大概数),GEO轨道SAR观测卫星的天线什么也要直径达100米才能够有效监测夜晚的航母动向。而直径100多米的天线与雷达电力供应将是GEO轨道SAR观测卫星研制的最大难题。考虑到太阳能电池的重量,空间核反应堆恐怕才是根本出路。这样的核动力GEO轨道SAR巨型观测卫星也将是几十吨级别的巨型产物,什么也轻不了。

  火箭平台部分。

  目前世界上现成的运载能力最大的火箭是美国的德尔塔四H火箭,GTO运力才13吨,GEO运力不过6、7吨,连一个17吨的锁眼11侦察卫星也无法送入GEO轨道。中国未来的长五火箭也不过半斤八两之间。因此要想发射至少能够“直播”航母动向的GEO轨道观测卫星,中国起码要研制美国SLS1型级别的重型火箭,也就是LEO运力起码要达70吨、GEO运力要达到17吨的级别。如果要“一次性”整体发射分辨率达1米,甚至能够“直播”人类打野战的GEO观测卫星,前苏联能源号火箭最大的版本,即捆绑上8枚助推器,LEO运力达175吨的“祝融星”火箭也许才勉强够实现。当然如果能够拆开分成“镜头与镜筒”、“太阳能供电模块”与“数据传输天线模块”三大部分,再使用三枚火箭分别发射入GEO轨道再来组装,LEO运力达100吨级的火箭可承担了。很显然,火箭系统阻碍在发展GEO轨道观测平台上的问题反而不大,造大火箭人类在阿波罗时代就可以了。即使换中国来做,做个LEO运力达70吨的火箭难度也不大。

  地面数据处理与分发部分。

  巨型GEO轨道观测卫星100亿象素CCD相机“直播监视”地球所带来的数据流的处理与储存是相当恐怖的。但更难的是后期数据的分发。比如某部门要实时监测航母、某部门却要查土地违建、某部门又要实时监视暴雨山洪或者地震。这又涉及到各部门的权限问题。而且巨型图象加密数据库的建设与使用(如何才能够在海量数据中随时找到你想要找的东西)对超级计算机体系也是一大挑战。如果发展到GEO观测卫星地面1米分辨率图片全民开放使用,GEO观测卫星数据处理系统的建设更具挑战性。如全球每时每刻都有几百万人访问GEO观测卫星数据库。如查某地海况计划去游泳;查某海区商船运行状态,查停车场是否满位,查某高速公路路况来规划出行路线,查暴雨是否淹没菜地,查某市某街道是否开挖施工,甚至时不时“看看”停在路边的货车有没有人偷等等。就象今天使用GPS的人群那样,“什么样的”都有。有测量的,有驾车的,有驴行的,有飞行导航的,有制导智能炸弹打击恐怖分子的还有监控水库大坝的等等。而GEO观测卫星数据的大规模民用还涉及到个人私隐的法律保障问题(如必须阻止不良分子使用GEO图片信息进行搜索偷盗目标等等)。当然新事物应用必然会产生新的社会问题。这也是国家级“大数据”系统全民开放使用所面临的普遍通病,但负面影响并非不可刻克服。

  总结。

  通过上面分析,GEO观测卫星的大规模使用将开拓出军事与民用领域众多的蓝海区间。如可能将彻底终结人类海军水面舰只的生存空间,也同样让陆基移动洲际弹道导弹无所隐藏。在民用方面更是空间广阔,它将开创个人就能够随时“感知”全球实时动态的新时代,让你即使足不出户也知道遥远旅行目的地的道路是否阻塞,停车场是否还有空位,从而决定你的行程。并且在大地震来临之前让你多抢到几十秒的时间出门逃命。随着海军被新技术彻底革了命,就象当年骑兵被火器彻底革了命一样(游牧民族从此彻底衰落)。地球军事力量的“前沿机动布署概念”也将成为历史。如果没有空间轨道军事力量或者临近空间飞行器。大国间的战争将变得无法进行。而要取某个人的首级通过空间轰炸机发动攻击,无论目标躲在地球的那一个角落,最多也就是1个多小时的事。而大国们为了减少军事攻击的误判,向对方最高指挥机构派出监视代表团将成为常态。因为在轨道轰炸时代,大国即使对小国动武,战争的进程也是论秒计算的,而在弹道导弹核武器时代,轨道轰炸如果大国间不互相通布,分分钟就有引起误判从而引发核大战的巨大风险。这样大国互派军事中枢机关观察团将进一步增加大国间军事行动与军事力量的透明性,从而更进一步降低地球社会“世界大战级”战争爆发的风险;并进而导致地球上大国历史上第一次的融合,并形成一致对外的“军事寡头联盟统治集团”,将全球上200多个“次级国家”分区划分进行统治。这样地球的政治格局将重回十九世纪晚期的态势,即少数几个帝国(至多4个,美欧联盟、印度、中国与俄罗斯,但没有日本)分区统治地球;但相互间的敌对却极大下降。

  因为随着“前沿海军机动力量”与重装陆军部队(这些兵种在GEO直播平台与空间轨道轰炸机的打击下就如“刀切豆腐”般的软弱,并毫无还手之力。参考阿富汗恐怖武装在美国无人攻击机面前,完全是单边的屠杀)的解体与逐渐消亡。地球上的大国将进入使用核弹、轨道空间轰炸机(包括弹道导弹)与警察部队的轻武器(手枪、步枪)三者来维持地球统治的新时代。由此极大地压缩了地球局部战争的烈度。对于大国间而言,全面开战1小时内将要共同灭亡,因此核大战当然无法打起来;而对于大国与小国间,由于常规的海军与重装陆军的消亡,要么大国出动空间轰炸机直接“斩首”,要么就只能出动无人机与警察部队进行“治安控制”。高烈度战争将无法进行。未来普通小国民众甚至无法感受到国家“改朝换代”对自已带来的影响。无论小国的领导人什么变,自己基本还是在“不变”的全球跨国公司与经济贸易体系管理控制之下,长此以往,地球上国家的概念与功能将逐渐弱化,而跨国公司之类第三方组织的功能将逐渐强化,当然这些第三方组织都是在寡头大国们主导之下进行统治管理与代表他们的意志的。经过200、300多年的大国寡头联盟高压统治同化之后(如今天美国在阿富汗那样,不屈从于现实的国际政治秩序者,管你是极端宗教分子还是民族分裂分子,在帝国统治集团眼中都是现实国际政治体系的反叛“钉子户”,因此一律使用无人机发射地狱火导弹格杀匆论、斩草除根)。当“反叛钉子户”逐渐被杀绝、死绝之后,留下来的、最终生存下来的都是未来的“地球良好公民”。加之全球人种的进一步混血整合,当“新地球人种(以地球上人与人之间再也无法分辨出彼此的肤色区别为标准)”形成之后,地球上今天的美国、中国、俄罗斯之类“统治大国”也将逐渐成为了历史的名词。

  此后,“地球联盟政府”将第一次出现于人类历史之上。实现彻底混血一体化后的地球人类也从此才能够从地球内部的整合纷争中“彻底脱身出来”,从此将大规模殖民火星与木星、土星卫星体系。并逐渐进化为星际智慧生命族群,再一步步的扩散到半人马座南门二、比邻星之类“邻近恒星际空间”。只有如此,人类的子孙才能够在太阳最终演化为红巨星之前,才能够逃出一线生天,并永恒地存活于辽阔的宇宙星空,与宇宙共存亡、与星河共辉。

  2013-11-23

  后记(一),随着东风26之类远程反舰弹道导弹的实用化、公开化与普及化,人类空间技术的巨大进步已经对全球海军水面舰只的生存构成了致命的安全威胁。反舰弹道导弹现在能够做到射程4000公里,也一样能够做到射程10000公里甚至“全球实时追踪打击”。也许不久的将来,人类海军水面舰只就必须从海军兵器舞台上逐渐退出消失了。就象曾经辉煌一时的战列舰那样,最后也不得不彻底退出历史的舞台。“以天(空间)制海”,中国今天也算是引领了人类军事技术的一个重大发展潮流。

  陈天(高凉陈君)

  2015年9月3日

  后记(二),2021 版长征9号火箭搭配10米直径整流罩,是为了打超级GEO轨道航母全球动向直播光学(雷达)监视卫星使用。美帝怕导弹,中帝怕航母。将会贯穿21世纪的整个人类军事斗争过程。

  陈天(高凉陈君)

  2021/8/23

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