东亚上空日本卫星搭美军设备，东风发射将遭24小时不间断监视
2月18日，日本国家空间政策办公室和美国太空军签署了一份谅解备忘录，决定在日本准天顶导航卫星上搭载两台美国航天与导弹系统中心研制的有效载荷，分别于2023年和2024年从日本种子岛航天中心发射升空。美国太空军首脑将这份备忘录称为“历史性”的。
这项合作为什么会得到美军如此之高的评价？
日本官方发布的准天顶卫星外形
这里首先要看看“准天顶”是什么。这是一个日本自己研制和发射的导航增强星座，主要是用来播发GPS改正信号，用来提高日本和东亚地区的GPS导航精度。应该说是个军民两用系统。
准天顶卫星所采用的轨道，和中国北斗系统里的倾斜同步轨道卫星有点类似。它的轨道高度是35800千米，但和赤道有一定的夹角。因此会在天空中绕着一条8字形的轨迹，在南北半球的上空往复飞行。通过轨道设计，人们可以调整这个8字的具体形状，可以南大北小、南小北大、南北相等。准天顶卫星主要为日本服务，因此要确保日本上空能看到的卫星尽量密集一些，因此采用了南大北小的8字形。
准天顶卫星的8字形轨迹
目前准天顶系统发射了4颗卫星，到2028年前还要再发射3颗。届时，能最高把日本境内的GPS定位精度提高到厘米级。
既然是覆盖日本的星座，就意味着准天顶系统总是在东亚上空晃来晃去。考虑到它的位置很高，因此也可以很容易地俯视中国。假如仅仅是作为民间导航服务，“准天顶”对中国用户还是有一定用处的。但是美国军方的加入，就让这件事变味了。
因为航天系统的技术复杂、风险大，所以无论卫星还是火箭，在设计的时候都会留出比较大的载重余量或者供电余量，用来应对意料之外的故障。随着系统的成熟，故障越来越少，这些余量往往会长期闲置。这就为搭载活动提供了条件。美国军方很早就在商业卫星上搭载一些设备来做实验，比如2007年前后利用一颗欧洲的通信卫星进行了导弹预警红外相机的搭载试验。如今，这种相机要搭载到马斯克的“星链”上，充当低轨道预警卫星了。
但是本次备忘录中讨论的并不是导弹预警，而是一种叫做“空间态势感知光学敏感器”的载荷。这个词在美国军方那里有特定的含义，就是近距离观察其他国家的卫星，看看到底是干什么用的。一般来说，各国发射卫星都会公开宣布它的用途。但是美、俄经常会发射一些秘密功能的卫星。美国也因此而“以小人之心,度君子之腹”，总感觉其他国家隐瞒了卫星的真实用途，总想着利用某种手段，近距离拍摄其他人的卫星细节，然后判断真实用途。加上地面雷达和光学监视，这就是所谓的“空间态势感知”。美国之前已经发射了几颗卫星来做这样的试验，那么在准天顶卫星上的搭载又是为了窥探什么？
我们还是要回来观察准天顶卫星的轨迹。可以发现，它每画一次8字，就要两次穿过赤道上空的静止轨道。在静止轨道上，部署了大量的通信卫星、气象卫星，中国还开创性地在这里部署了静止轨道高分辨率对地观测卫星。准天顶卫星每次穿过静止轨道，都会在一定距离上掠过这些卫星，得到了拍摄的机会。不过，准天顶卫星穿过静止轨道的地点分别在东经128度和东经150度左右，中国的多数静止轨道卫星都部署在更加偏西一些的位置。所以，美日的这次合作很难直接观测到中国的现有卫星。
准天顶卫星每圈会两次穿过静止轨道
那么，美国军方把“空间态势感知”相机搭载到准天顶卫星上是为了干嘛？美军空军部长巴雷特评价说“这份备忘录有助于保护从全球定位系统到通信卫星等各种能力”。考虑到中国和俄罗斯都是具有反卫星作战能力的国家，美军也有可能是为了测试，用倾斜同步轨道上的光学敏感器，是不是可以发现和预警中俄的反卫星武器攻击。
日方代表签字
除了上述用途，我们还不应该忘记美国太空军心的另外一个业务范围：导弹预警。对于中国，美军目前最着急的事情是缺乏探测和预警中国“东风快递”或者俄罗斯核导弹的能力。美军在印度上上空只有一颗静止轨道的导弹预警卫星，低轨道的“天基红外卫星”只能短暂地飞过中国上空，无法提供持续监视。“准天顶”系统却一直在东亚上空晃荡，如果把红外预警相机装在上面，只要把镜头向西偏一点，就可以看到中国大陆的东部以及整个中国领海。等7颗准天顶卫星全部入轨，就可以24小时不间断地监视东风家族的发射活动了。不仅如此，当准天顶卫星飞行到8字的最北端时，还能有效地观察到朝鲜半岛，监视朝鲜甚至俄罗斯远东的导弹试验活动，效果是非常好的。
这样的合作模式下，日本并不需要付出太多的额外资金，美国只要出钱购置相机。虽然这样会导致准天顶卫星更重一些、消耗的火箭燃料更多一些，但终归是一笔小钱。如此说来，美国和日本这下要双赢了？
美方代表签字
如今的弹道导弹不是“飞毛腿”那种“傻导弹”。无论东风21D、东风26，都具有末段修正能力，就算是美日双方眼睁睁地看着导弹起飞，也无法精确预测她究竟往哪里飞、哪里落。至于东风17，起飞后很快就要进入滑翔弹道。红外相机或许能看到一个大火球在高速突击，但是根本看不清弹头的具体位置。部署再多的预警卫星也不可能改变态势。
作者：孔新版权稿件，未经许可禁止转载
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