埃文·高夫，《今日宇宙》 信用:Pixabay/CC0公共域 科幻太空电影在教育人们了解太空方面做得很差
在电影中，火眼金睛的飞行员指挥他们决斗的宇宙飞船穿过太空，就好像它们在大气层中飞行一样
它们倾斜、转弯、做圈圈和翻滚，也许还会快速地转个伊梅尔曼弯，就好像它们受到地球引力的作用一样
现实吗？ 不
事实上，一场太空战看起来可能会有很大不同
随着在太空中的存在越来越多，以及未来冲突的可能性，是时候考虑一场真正的太空战会是什么样子了吗？ 非营利的航空航天公司认为是时候考虑一场真正的太空战会是什么样子了
医生
来自航天公司空间政策和战略中心的丽贝卡·里斯曼和她的同事詹姆斯·R
威尔逊写了一篇关于太空战的论文，题目是“太空战的物理学:轨道动力学如何约束空间对空间的交战
" 如果过去的人类事务预示着未来，那么太空军事化将会继续
尽管有保持太空和平的说法，尽管有同样的条约
因此，随着越来越多的国家扩大在太空的存在，随着对资源的争夺开始引发问题，围绕太空冲突的对话发生现实转变，这一点很重要
这是作者在论文导言中提出的情况
“当美国和全世界讨论冲突延伸到太空的可能性时，重要的是对什么是实际可行的有一个总体的理解
根据物理定律，星球大战、书籍和电视节目中的场景描绘了一个与未来50年我们可能看到的世界截然不同的世界
" 莫斯科航天航空中心的苏联阿尔马斯载人空间站
俄罗斯设计了几种类型的军事卫星和空间站，有些配备了机关枪，但由于过于昂贵而放弃了这个想法
信用:由Pulux11自己的工作，CC BY-SA 4
0 太空中从未有过战斗
但是有一些武器测试活动
中国正在研制反卫星武器，并试验了一枚反卫星导弹
印度也是如此
俄罗斯也在研究反卫星能力
S
做着同样的事情
美国
S
实际上在1985年用导弹摧毁了自己的一颗卫星
这可能只是未来太空冲突的冰山一角
根据这篇论文，所有这些反卫星活动都不涉及乘坐宇宙飞船旅行的人，也可能永远不需要载人的军用宇宙飞船
“在现代冲突中，空间对空间的交战将完全由地面操作人员控制的无人驾驶飞行器来进行，并受到物理学对空间运动限制的严格训练
" 在太空时代的早期，当冷战还在进行的时候，超级大国想象太空中的冲突很大程度上是地球冲突的延伸
苏联人甚至设计了装备有机关枪的空间站来抵御美国宇航员的攻击
美国
S
致力于类似的想法
但是技术进步意味着这些努力被放弃了，取而代之的是未被认可的卫星
“最终，两个项目都失败了
相反，技术和数据传输的进步——同样的发展最终支撑了我们现代的互联生活——使得卫星有可能执行与早期载人计划相同的军事功能
“现在，太空由卫星主宰，只有国际空间站容纳人类
根据报纸报道，这将是未来
在未来50年左右的时间里，太空中的任何冲突都将涉及对卫星的攻击
但并不是所有的事情都是彻头彻尾的攻击
作者概述了太空攻击的四个目标: 太空战可能会在卫星之间进行，加油也不是一个选项
在这张照片中，一架F-16正在从KC-135同温层油轮上加油
信用:由美国
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空军 欺骗敌人，使他们的反应损害他们的利益
暂时或永久地破坏、否认或降低敌人使用空间能力的能力
彻底摧毁天基能力
无论是在太空还是在地球上，对反击对手进行威慑或防御
卫星移动非常可预测
它们移动很快，但在许多情况下，预测它们的未来位置并拦截它们相对容易
有些卫星可以改变轨道高度，但它们没有真正的机动性，几乎无法避免攻击
“为了描述物理学将如何约束空间对空间的交战，本文描述了五个关键概念:卫星移动快，卫星移动可预测，空间大，时间就是一切，卫星移动慢
" 穿越地球大气层并不简单，但是非常直观
但是在太空中，它完全不同，不能准确地称为飞行
没有大气层和低重力，情况就大不相同了
作者写道:“对于那些习惯于在地球大气层内飞行并有机会加油的人来说，太空运动是违反直觉的。”
“空间对空间的交战将是经过深思熟虑的，可能会缓慢展开，因为空间很大，航天器只有付出巨大努力才能逃离可预测的路径
此外，对太空资产的攻击需要精确，因为只有在高度工程化的领域中确定了复杂的计算之后，航天器甚至地基武器才能攻击太空中的目标
“不会有战斗机飞行员干部待命，等待着起飞和快速发射
相反，一场涉及卫星的太空战更像是一场数学练习
卫星轨道是可预测的，不取决于卫星的质量
信用:里斯曼和威尔逊2020
“这是真的，因为物理学限制了太空中发生的事情
他们写道:“只有掌握了这些限制，才能探索其他问题，比如如何作战，以及最重要的是，什么时候以及为什么要打太空战。”
由于速度、高度和轨道形状之间的关系，卫星的轨道是可以预测的
在较低的高度，卫星会受到大气阻力
另外，地球不是一个完美的球体
但是这些因素在攻击中是可以解释的
“为了偏离规定的轨道，卫星必须使用发动机来操纵
这与飞机形成对比，飞机大多利用空气改变方向；太空的真空没有提供这样的选择，”他们写道
太空的巨大体积也是太空战的一个因素
“低地球轨道和地球同步轨道之间的空间体积约为200万亿立方公里(50万亿立方英里)
这是地球体积的190倍
" 因此，在如此大的空间范围内精确跟踪卫星将是一个持续的挑战，因为有些卫星将被设计成不被发现
但这并非不可能；卫星被定期跟踪
由于它们的机动性不强，一旦探测到卫星的轨道，监视器就能跟踪它的轨迹
太空的巨大体积也意味着大多数太空战将是非常短暂的
不会有任何斗狗
“空间很大，这意味着空间对空间的接触不会既激烈又漫长
它只能是其中之一:要么是短时间密集使用大量Delta V来获得大效果，要么是长时间有意使用Delta V来获得较小或持久的效果
" 卫星通过定相机动改变其在轨道上的位置
每当一颗卫星提高轨道时，它就会减速，并且相对于先前的轨道和高度似乎在向后移动
这就是一颗卫星如何“赶上”另一颗卫星
信用:里斯曼和威尔逊2020 δV是速度的变化，这需要燃料或推进剂
但是大多数卫星没有能力改变它们的速度，少数卫星可能会受到燃料的严重限制
“攻击卫星的操作人员可能要花费数周时间将卫星移动到攻击位置，在此期间，条件可能会发生变化，从而改变攻击的需要或目标
“如果防御卫星在受到攻击时只能稍微改变自己的路径，那么攻击卫星可能没有能力或燃料改变自己的路径来拦截它
作者还指出，时间就是一切
即使一颗攻击卫星可以将自己定位在与目标相同的轨道上，仍然不能保证距离
“冲突的本质往往需要两个相互竞争的武器系统来相互靠近，”报告说
作者以一艘航空母舰需要靠近其目标为例，另一架喷气式战斗机也需要相互靠近
太空中的卫星也是如此
“让两颗卫星到达相同的高度和同一架飞机很简单(尽管时间和？消费)，但这并不意味着他们还在同一个地方
两颗卫星的定相——沿轨道的当前位置——也必须相同
由于速度和高度是相互关联的，让两颗卫星在同一个位置并不直观
“相反，这需要完美的时机和细致的准备
如果一颗卫星以115米/秒或更高的初速进行前向定相机动？它将重新进入地球大气层并燃烧
类似地，如果卫星以350米/秒或更高的初燃速度执行反向定相机动？它将在范艾伦带受到高辐射
这两个事实为卫星在低地球轨道(500公里或310英里)上的机动速度创造了自然界限
)
信用:里斯曼和威尔逊2020 作者们还讨论了另一种接近目标的方法，称为“平面匹配”，即卫星操纵自己，使其轨道平面与目标对齐
这样做的好处是允许攻击者控制交战时间
作者解释说:“通过不立即发起威胁性动作，攻击者可能会试图在等待最佳攻击时间时显得无害。”
但是这些动作都不会很快发生
他们写道:“空间物理学规定，动态的空间对空间的交战要经过几天(如果不是几周或几个月的话)的卫星机动，才能提前到位，产生有意义的作战效果。”
但是还是可以做到的
一旦拦截已经建立，“…许多机会可以出现，机动足够接近，以迅速打击目标
" 低地球轨道上的机动卫星能做什么，自然是有限制的
一方面，一些定相操作可以将卫星送入地球大气层，在那里它将被烧毁
另一方面，它可能被送到离低地球轨道太远的范艾伦带
所以卫星的机动性是有限制的
地球静止轨道上的卫星在地球上保持相同的相对位置，因此一些攻击和防御机制是不同的
但总的来说，同样的限制仍然存在
不管轨道的类型如何，在太空中机动都需要时间和精力
在ASAT拦截(接触并摧毁)目标卫星后，将不同高度的碎片密度作为时间的函数进行比较
中国的测试发生在更高的海拔高度(856公里或532英里)
)比其他两个，产生持久的碎片
信用:里斯曼和威尔逊，2020 但是轨道和机动性方面的考虑只是报告的一部分
作者继续讨论可能发生的攻击类型
碰撞、射弹、电子干扰或破坏都包括在论文中
每种类型都有自己的考虑和准备
但是作者也讨论了一些成功攻击的后果:碎片引起的并发症
额外的碎片最终可能会破坏其他无意的目标，比如攻击者自己的卫星或中立国的卫星
已经有三次成功的反卫星袭击:一次是中国发动的，一次是美国发动的
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，和印度
作者准备了一张图片来展示每一个碎片
攻击产生的碎片云在攻击后立即变得更密集，并迅速扩散
尽管碎片密度迅速降低，但碎片会扩散到更大的区域，仍然是危险的
这篇论文清楚地展示了太空战的所有困难，以及它们与空对空战相比有多大的不同
但是其他一些仍然重要的考虑超出了它的范围
这张图片展示了2019年印度ASAT的碎片云
面板显示云在5分钟
，45分钟
，90分钟
攻击后1天、2天、3天和6天
信用:里斯曼和威尔逊2020 当一个国家推断他们的卫星即将受到攻击时会发生什么？他们不会袖手旁观
他们可能会在地球上谴责、威胁甚至报复
太空攻击可能会成为另一场地球战争的爆发点
最终可能会出现太空军备竞赛，各国竞相在太空武器和其他技术上超过对方
对于一个应该专注于应对气候变化挑战的世界来说，这是一个巨大的资源压力
那么，这一切会在哪里结束呢？轨道战争？月球战争？火星战争？人类什么时候才能明白并停止？ 也许有一天，在我们放弃之前会有一场最后的战争
但这不太可能发生在未来50年
如果在未来50年左右发生战争，它可能涉及卫星，而且可能看起来很像这份报告的作者所描述的那样:缓慢、有计划和深思熟虑
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