中國發展「國網」對抗美國「星鏈」
2023.05.12
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壹、新聞重點
美國馬斯克（Elon Musk）旗下公司「太空探索（SpaceX）」的「星鏈（Starlink）」衛星群，在協助烏克蘭對抗俄羅斯侵略發揮重大作用。中國計劃發射12,992顆低軌衛星，除了提供全球衛星寬頻網路服務，同時急起直追以對抗「星鏈」。[1]
貳、安全意涵
中國發展「國網」搶占軌道與頻段資源，「一箭多星」能力在2027年底前將上萬顆衛星送入近地軌道。
一、「GW」就是「國網」代號
2020年9月，一家代號為「GW」的中國公司，向國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）遞交頻譜分配檔案。檔案曝光兩個名為GW-A59和GW-2的寬頻星座計畫，預計發射衛星數量約1.3萬顆。2021年4月28日，國資委發文公告組建「中國衛星網絡集團有限公司」（中國星網），並在雄安揭牌，「GW」就是「國網」的拼音縮寫。[2]
在「GW」誕生之前，中國兩家國營航天公司——中國航天科技集團有限公司（China Aerospace Science and Technology Corporation, CASC）和中國航天科工集團有限公司（China Aerospace Science and Industry Corporation, CASIC）已有各自的衛星互聯網計劃。CASIC計劃在其「虹雲」（Hongyun）和「行雲」（Xingyun）計畫內，分別發射156顆和80顆衛星，以實現全球網路覆蓋。CASC則宣布計劃在其「鴻雁」（Hongyan）項目裝備300多顆衛星，建設中國衛星星座。[3]
二、搶占軌道資源
「GW」星座總共包含2個子星座，軌道高度分為兩組（見表）。GW-A59子星座的衛星分布在500公里以下的極低軌道，GW-2子星座的衛星分布在1,145公里的近地軌道。兩組衛星的軌道傾角分布在30°-85°之間。地球近地軌道總共只能容納約6萬顆衛星。由於Starlink目前規劃4.2萬顆衛星，未來將占用大量地球極低軌道和近地軌道，加上中國規劃1.3萬顆，全球還有其它幾個星座計劃加在一起，地球近低軌道已經非常擁擠。「GW」星座計劃主要在於爭奪軌道資源，預防將來中國面臨無軌道可用局面。[4]
表、中國國網衛星星座計畫
|
星座 |
子星座 |
軌道高度 |
軌道傾角 |
軌道面數 |
單軌星數 |
衛星數量 |
|
GW-A59 |
1 |
590公里 |
85ﾟ |
16 |
30 |
480 |
|
2 |
600公里 |
50ﾟ |
40 |
50 |
2,000 |
|
|
3 |
508公里 |
55ﾟ |
60 |
60 |
3,600 |
|
|
小計 |
6,080 |
|||||
|
GW-2 |
1 |
1,145公里 |
30ﾟ |
48 |
36 |
1,728 |
|
2 |
1,145公里 |
40ﾟ |
48 |
36 |
1,728 |
|
|
3 |
1,145公里 |
50ﾟ |
48 |
36 |
1,728 |
|
|
4 |
1,145公里 |
60ﾟ |
48 |
36 |
1,728 |
|
|
小計 |
6,912 |
|||||
|
衛星總數量 |
12,992 |
|||||
資料來源：〈12992顆衛星！中國航天「GW」巨型星座計劃，全面技術解讀〉，《資訊咖》，2023年2月25日，https://inf.news/military/b769890c5f5a40d825671edd4dbac39c.html。
三、搶占頻率資源軍事用途
在信號傳輸頻率方面，「GW」星座採用傳輸頻率，分布在以下4個頻段：37.5-39.5 Ghz（空對地），39.5-42.5 Ghz（空對地），47.2-50.2 Ghz（地對空），50.4-51.4 Ghz（地對空）。「GW」這幾個傳輸頻段，分別分布在Ka頻段和V頻段，應該是目前能申請到相對較好的頻段，但相對SpaceX所占用Ku和Ka頻段，還是有些吃虧。不過V頻段，由於具有更高頻率，將有利於發展更高網絡頻寬，也許有這方面的考慮。[5]
四、一箭多星技術
除了軌道和頻率，如何把12,992顆衛星按照規劃及時發射出去，也是一個問題。馬斯克的「星鏈」一次可以發射60顆小衛星，中國曾在2015年使用「長征6號」火箭創下一次搭載20顆衛星記錄。中國「一箭多星」副主任設計師布向偉，曾經向媒體透露，「長征11號」運載火箭具備一次發射28顆甚至更多小衛星的能力。如果一次釋放兩顆衛星，那麼一次發射就可以同時釋放56顆微納衛星。中國航天科技集團正在研製「捷龍3號」固體運載火箭，也具備「一箭20星」以上的多星發射能力。根據國際電信聯盟規定，申請相關頻率單位，必須在7年內完成衛星發射和信號驗證，才能擁有該頻率的使用權，換言之，「GW」星座必須在2027年11月9日前完成以上工作。[6]
參、趨勢研判
中國計劃建立「GW」與星鏈抗衡。星鏈可成為全球定位系統（Global Positioning System, GPS）替代品，未來「星盾」（Starshield）計畫將軍事機密一覽無遺，中國仍面臨技術障礙，台灣應有自主低軌衛星。
一、2027年國網匹敵星鏈
「GW」星座計畫在2027年前發射1.3萬顆衛星，意在對抗馬斯克的星鏈。目前SpaceX有3千多顆衛星在軌運作，最終將部署4萬多顆，2027年約為1.2萬顆。中國計畫使用新技術建立更強大雷達，用來識別、追蹤星鏈衛星。雷達與其他偵察手段可更新「星鏈目錄」，包括每顆衛星的詳細資料。[7]
二、星鏈可為GPS替代品
星鏈衛星系統最新用途為GPS的替代品；使用6顆星鏈衛星可讓使用者定位8公尺精度的目標，雖然沒有GPS精準，不過已經足夠從事許多工作。在烏俄戰爭，烏克蘭利用星鏈開發一項APP（ePPO），讓市民可迅速通報俄軍來襲巡弋飛彈，尤其是低飛、慢速的伊朗見證者（Shaded）-136無人機。ePPO用戶只要將手機指向來襲飛彈方向，同時按下按鈕，資訊立即傳到當地防空司令部，電腦銀幕匯集這些報告，並將資料傳遞給附近防空單位。[8]
三、SpaceX星盾計畫
過去十年，五角大廈越來越依賴商用太空產業，例如動用馬斯克可重複使用火箭發射秘密國防衛星。2022年12月SpaceX公布可能專供國防安全目的的「星盾」計畫，中國研究人員擔心「星盾」將破壞共軍計畫的機密性。一旦「星盾」計畫完成，就如同在全世界安裝監視相機聯網，包括發射彈道飛彈、高超音速飛彈以及戰機等，都將無所遁形。SpaceX對「星盾」的可能功能，並未透露任何信息。[9]
四、中國仍有技術尚待克服
中國「GW」星座計畫野心勃勃，不過仍有技術障礙與發射問題需要克服。外界評估，中國可能要到2025年才具備重複使用火箭能力，未來5年低地軌道通訊衛星發射基數是2千顆。2015-2016年間，是爭取低軌衛星頻段的淘金熱，由於進入市場較晚，中國錯過時機，在低軌取得公開頻段能力受限。中國指控美國搶占包括頻段在內的低軌資源，星鏈快速部署不僅是單純的商業行為，同時也是美國政府的競爭與戰略利益計劃作為。[10]
五、台灣參與星鏈與建立自主低軌衛星
星鏈在烏克蘭戰爭展現出驚人的威力，除了指管情監偵，還可以導引無人機攻擊，也是GPS的替代品，定位敵人飛彈來襲方向，逼得中國發展「GW」與星鏈抗衡，搶占低軌資源成為必爭之地。基於強化國防韌性的考量，台灣應在國際市場引進星鏈或其他類似產品，同時發射多顆自主低軌衛星，確保衛星通信安全。
[1]〈中國軍方研究籲部署1萬3,000枚衛星反擊美國「星鏈」〉，《自由時報》，2023年2月27日，https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4222704。
[2]〈代號「GW」（國網）的中國衛星星座會對未來互聯網和通信產生哪些影響〉，《知乎》，2022年1月14日，https://www.zhihu.com/question/511342218/answer/2309848334。
[3]Tracy Qu, “China’s New Bid to Take on Elon Musk’s Starlink: A State-owned Satellite Enterprise,” South China Morning Post, May 9, 2021, https://www.scmp.com/tech/policy/article/3132709/chinas-new-bid-take-elon-musks-starlink-state-owned-satellite.
[4]〈12992顆衛星！中國航天「GW」巨型星座計劃，全面技術解讀〉，《資訊咖》，2023年2月25日，https://inf.news/military/b769890c5f5a40d825671edd4dbac39c.html。
[5]同前註。
[6]同前註。
[7]Stephen Chen, “China Aims to Launch Nearly 13,000 Satellites to ‘Suppress’ Elon Musk’s Starlink, Researchers Say,” South China Morning Post, February 24, 2023, https://www.scmp.com/news/china/article/3211438/china-aims-launch-nearly-13000-satellites-suppress-elon-musks-starlink-researchers-say.
[8]“Winning: Starlink Substitutes for GPS,” Strategy Page, April 12, 2023, https://www.strategypage.com/htmw/htwin/articles/20230412.aspx.
[9]Cate Cadell, “China’s Military Aims to Launch 13,000 Satellites to Rival Elon Musk’s Starlink,” Washington Post, April 6, 2023, https://www.washingtonpost.com/national-security/2023/04/06/elon-musk-china-starlink-pla.
[10]Ibid.