Bumuo ang China ng Compact na 20GW Microwave Weapon na Kayang Gumambala sa mga Starlink Satellite

Bagong Yugto sa mga Kakayahan sa Pakikidigma sa Kalawakan

Ibinunyag ng mga mananaliksik na Tsino ang isang pambihirang pag-unlad sa teknolohiya na maaaring magpabago sa balanse ng kapangyarihan sa mga sistema ng depensa sa orbit. Sa Northwest Institute of Nuclear Technology sa Xian, lalawigan ng Shaanxi, bumuo ang mga siyentista ng TPG1000Cs, isang compact na driver para sa high-power microwave weapon na kayang tuluy-tuloy na lumikha ng 20 gigawatts na lakas sa loob ng hanggang 60 segundo. Malaking pag-angat ito kumpara sa mga umiiral na sistema, na karaniwang limitado sa tatlong segundo o mas maiikling bugso ng operasyon.

Apat na metro lamang ang haba at humigit-kumulang limang tonelada ang bigat ng aparato, na nagtatamo ng antas ng pagpapaliit na dati'y itinuturing na hindi maaabot para sa mga microwave system na pang-armas. Dahil sa yari nitong aluminum alloy, maaari itong ikabit sa iba't ibang plataporma, kabilang ang mga sasakyang panlupa, sasakyang pandagat, eroplano at posibleng mga satellite mismo. Mahalaga itong pagbabago sa disenyo ng mga sandatang gumagamit ng nakatutok na enerhiya, dahil nagbibigay ito sa mga tagaplano ng militar ng di-pa-nagagawang kaluwagan sa pagpili ng puwesto at paraan ng paglalagay ng mga ito.

Inilathala ng pangkat ng mga mananaliksik na pinamumunuan ni Wang Gang sa Key Laboratory of High Power Microwave Science and Technology ang kanilang mga natuklasan sa journal na High Power Laser and Particle Beams. Ayon sa mga resultang inilathala nila, nakapagtala ang sistema ng mahigit 200,000 pulso ng operasyon sa mga yugto ng pagsubok, na nagpapakita umano ng matatag at maaasahang paggana sa mahabang panahon ng operasyon.

Pag-unawa sa mga High-Power Microwave Weapon

Naiiba ang mga high-power microwave weapon bilang uri ng mga sistemang gumagamit ng nakatutok na enerhiya na idinisenyo upang gambalain o patigilin ang mga elektronikong bahagi sa pamamagitan ng matinding electromagnetic radiation. Di-gaya ng mga karaniwang sandatang kinetiko na pisikal na sumisira sa mga target sa pamamagitan ng pagbangga at pagsabog, gumagana ang mga microwave weapon sa pamamagitan ng paglikha ng mapaminsalang daloy ng kuryente at biglaang pagtaas ng boltahe sa maseselang circuitry. May ilang estratehikong bentahe ang paraang ito, kabilang ang kaunting nalilikhang debris sa kalawakan at ang posibilidad na pansamantala o nababaligtad ang pagtigil ng paggana sa halip na permanenteng pagkasira.

Kabilang sa prinsipyo ng operasyon nito ang pag-iimbak ng malaking enerhiyang elektrikal at ang agarang pagpapakawala nito bilang magkukumpol na pulso. Pinapagana ng mga pulso ang mga microwave generator na naglalabas ng nakatutok na sinag ng electromagnetic energy na kayang tumagos sa panangga ng mga satellite at iba pang elektronikong sistema. Iniulat na nakapaghahatid ang TPG1000Cs ng hanggang 3,000 pulso na may mataas na enerhiya sa iisang sesyon ng operasyon, na higit na lumalampas sa kakayahan ng mga maihahambing na sistema sa ibang bansa.

Ayon sa mga analyst sa seguridad sa kalawakan, posibleng magambala ng isang microwave weapon na nakabatay sa lupa at lumilikha ng output na lampas sa isang gigawatt ang mga komunikasyon o mapinsala ang mga satellite na nasa mababang orbit ng Daigdig. Dahil 20 ulit na mas mataas sa antas na ito ang nagagawa ng TPG1000Cs, may mga pangamba hinggil sa posibleng bisa nito laban sa mga komersyal na pangkat ng satellite, lalo na sa Starlink network na pinatatakbo ng SpaceX, na kasalukuyang may libu-libong aktibong satellite sa medyo mabababang orbit.

Mga Inobasyon sa Inhinyeriya sa Likod ng Compact na Disenyo

Nagmula ang malaking pagbawas sa laki na nakamit ng pangkat ng mga mananaliksik na Tsino sa ilang mahahalagang inobasyon sa inhinyeriya na naiiba sa tradisyonal na arkitektura ng mga microwave weapon. Karaniwang gumagamit ang mga nakasanayang sistema ng tuwid na pulse-forming line na hugis tubo, na nangangailangan ng malaking espasyo upang makamit ang ninanais na pag-iimbak ng enerhiya at mga katangian ng pulso. Pinalitan ito ng mga mananaliksik ng NINT ng compact na estrukturang may dalawang hugis-U, na nagpapatalbog sa enerhiya pabalik-balik sa loob ng aparato at nakakamit ang katumbas na pagganap sa humigit-kumulang kalahati ng dating pisikal na espasyo.

Gayundin kahalaga sa pagpapaliit ng sistema ang mga pagsulong sa materyales. Gumamit ang pangkat ng isang espesyal na likidong panangga sa kuryente na tinukoy bilang Midel 7131. Mas mataas ang densidad ng enerhiyang naiimbak nito, mas mahusay ang katangian nitong panangga at mas kaunti ang nawawalang enerhiya kumpara sa mga tradisyonal na dielectric material. Dahil sa likidong dielectric na ito, naisama sa iisang compact na sistema ang Tesla transformer at pulse-forming line sa halip na gumamit ng magkakahiwalay at malalaking piyesa.

Nakatulong din ang pagpili ng aluminum alloy para sa balangkas na istruktural upang mabawasan ang kabuuang bigat habang napapanatili ang kinakailangang tibay at mga katangiang panangga laban sa electromagnetic energy. Limang tonelada ang bigat ng TPG1000Cs, halos kalahati ng Sinus7 driver ng Russia. Tumatakbo lamang nang humigit-kumulang isang segundo ang Sinus7 at naghahatid ng mga 100 pulso bawat bugso sa kabila ng bigat nitong 10 tonelada. Ipinakikita ng paghahambing na ito ang malaking pagtaas sa kahusayan dahil sa pinagsamang disenyo ng pangkat na Tsino.

Ang Suliranin sa Seguridad ng Starlink

Naganap ang pagbuo sa sistemang ito ng sandata sa isang partikular na kontekstong heopolitikal hinggil sa imprastraktura ng komunikasyong satellite. Paulit-ulit na tinukoy ng mga opisyal na Tsino ang Starlink constellation bilang potensyal na banta sa pambansang seguridad, at binanggit ang mga ipinakitang aplikasyon nito sa militar sa mga nagpapatuloy na labanan. Nagbibigay ng pandaigdigang saklaw ng internet ang Starlink sa pamamagitan ng libu-libong maliliit na satellite sa mababang orbit ng Daigdig. Napatunayang matibay ang sistema laban sa mga tradisyonal na pagtatangkang hadlangan ito, at nag-aalok ito ng mga kakayahan sa komunikasyon na hindi umaasa sa karaniwang imprastraktura sa lupa.

Sa mga nagdaang labanan, nagbigay ang mga terminal ng Starlink ng mahahalagang link sa komunikasyon na napatunayang mahirap gambalain gamit ang mga nakasanayang paraan ng elektronikong pakikidigma. Dahil sa tibay na ito, sinisiyasat ng mga mananaliksik sa militar sa buong mundo ang mga alternatibong paraan upang pawalan ng bisa ang gayong mga satellite network. Posibleng maging solusyon ang mga high-power microwave weapon, dahil kumakalat ang epekto ng mga ito sa bilis ng liwanag at kaya nilang puntiryahin ang maraming satellite sa loob ng isang partikular na sona ng orbit nang hindi nangangailangan ng tumpak na pagharang gamit ang sandatang kinetiko.

Kamakailan ay binago ng SpaceX ang mga parameter ng orbit ng mga Starlink satellite nito at ibinaba ang kanilang altitude upang mabawasan ang panganib ng banggaan sa mga debris at iba pang bagay sa orbit. Bagama't pinabubuti ng hakbang na ito ang pangkalahatang kaligtasan sa kalawakan, maaari nitong pataasin ang panganib na tamaan sila ng mga sandatang gumagamit ng nakatutok na enerhiya mula sa lupa dahil mas lumalapit ang mga target sa mga aparatong nagpapalabas ng enerhiya sa ibabaw ng Daigdig. Lumilikha ng masalimuot na kalagayan sa seguridad para sa mga operator ng satellite ang pagsasama ng mas mababang orbit at pagbuo ng mas makapangyarihang mga microwave system.

Pandaigdigang Konteksto at Paghahambing ng mga Kakayahan

Sumasali ang TPG1000Cs sa isang mapagkumpitensyang larangan kung saan nagsisikap ang maraming bansa na bumuo ng katulad na kakayahan sa paggamit ng nakatutok na enerhiya. May aktibong mga programa sa pananaliksik ang Estados Unidos, Russia at iba't ibang bansa sa Europa hinggil sa paggamit ng high-power microwave para sa depensibo at opensibong layunin. Gayunman, tila mas mataas ang inaangking mga detalye ng sistemang Tsino kaysa sa mga kakayahan ng mga kasalukuyang prototype sa ibang bansa na kinilala sa publiko.

Ipinakikita ng Sinus7 driver ng Russia, na dati'y itinuturing na isa sa mas maunlad na sistema sa buong mundo, ang agwat sa pagganap na inaangking nalampasan ng TPG1000Cs. Tumatakbo nang humigit-kumulang isang segundo bawat bugso at may bigat na mga 10 tonelada ang sistemang Ruso, kaya bahagi lamang ng tagal ng operasyon ang kaya nito habang doble ang kinakailangang bigat. Malaki ang pokus ng mga pagsisikap ng Estados Unidos sa mga sandatang gumagamit ng nakatutok na enerhiya sa mga laser system para sa depensa laban sa missile at mga operasyong malapitan. Kumpara rito, mas kaunting pansin ng publiko ang natanggap ng pananaliksik nito sa microwave nitong mga nakaraang taon.

Maraming pag-aaral na inilathala ng mga institusyong pananaliksik ng militar sa China ang nagbibigay-diin sa pangangailangang bumuo ng mga panlaban sa mga satellite na bahagi ng malalaking konstelasyon. Partikular na binigyang-diin ng mga mananaliksik mula sa Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ang ipinakitang halaga ng Starlink sa militar noong sigalot ng Russia at Ukraine. Samantala, nagsagawa naman ng simulasyon ang mga siyentista mula sa Beijing Institute of Technology ng mga senaryo ng paggambala sa mga pulutong ng satellite na sumasaklaw sa mga lugar na maihahambing sa Taiwan. Ipinahihiwatig ng mga publikasyong ito ang tuluy-tuloy na pagtutok ng mga institusyon sa pagpawalang-bisa sa mga kakayahan ng mga komersyal na satellite na maaaring sumuporta sa operasyong militar ng kalaban.

Mga Tanong sa Beripikasyon at Praktikal na Paggamit

Sa kabila ng detalyadong teknikal na mga espesipikasyong inilathala sa High Power Laser and Particle Beams, nananatiling mahirap ang independiyenteng beripikasyon sa mga kakayahan ng TPG1000Cs. Madalas na may mga bahaging lihim na hindi madaling masuri ng mga nasa labas ang pananaliksik sa makabagong teknolohiyang militar, lalo na kapag isinasagawa ito ng mga institusyong kaugnay ng estado. Sinabi ng mga analyst sa depensa sa Kanluran na nahirapan silang hanapin ang partikular na papel-pananaliksik na tinukoy sa mga ulat ng media. Karaniwan ito kapag nag-uulat tungkol sa sensitibong teknolohiyang militar mula sa mga akademikong sangguniang may limitadong akses.

Itinuturo ng mga nag-aalinlangan na hindi nangangahulugang magiging operasyonal na sistemang panglarangan ang mga pagpapakita sa laboratoryo ng magkakahiwalay na bahagi. Upang maging ganap na gumaganang sistema ng sandata ang isang compact na driver, kailangan itong isama sa mga radar para sa pagpuntirya, sistema ng pagsubaybay at teknolohiya para itama ang epekto ng atmospera. Maaari nitong lubhang dagdagan ang kabuuang kasalimuotan at bigat ng sistema. Bukod dito, lubhang nakadepende sa lagay ng atmospera, kakayahan ng sinag na manatiling nakatutok at partikular na kahinaan ng mga elektronikong bahagi ng target na satellite sa electromagnetic interference ang epektibong saklaw ng mga microwave weapon na nakabatay sa lupa laban sa mga target sa orbit.

Nagbabala ang mga eksperto sa seguridad sa kalawakan na maaaring pagmamalabis ang paglalarawan sa TPG1000Cs bilang tiyak na tagapagpabagsak ng Starlink. Bagama't ipinahihiwatig ng mga espesipikasyon sa output ng enerhiya na posibleng magambala nito ang mga satellite sa mababang orbit ng Daigdig, nakadepende ang aktuwal na bisa sa maraming salik. Kabilang dito ang katumpakan ng pagsubaybay, pagkakaugnay ng sinag sa mahabang distansiya at mga partikular na hakbang na ginawa ng mga tagagawa ng satellite upang patibayin ang mga ito. Wala pang pampublikong pahayag ang SpaceX hinggil sa iniulat na banta, bagama't dati nang binigyang-diin ng kompanya ang tibay ng arkitektura ng mga satellite nito laban sa iba't ibang senaryo ng interference.

Mga Estratehikong Bunga sa mga Labanan sa Hinaharap

Ipinahihiwatig ng paglitaw ng mga compact na microwave weapon na may mahabang tagal ng operasyon ang pagbabago sa doktrina ng pakikidigma sa kalawakan. Umaasa ang mga tradisyonal na sandatang kontra-satellite sa mga sasakyang sumisira sa target sa pamamagitan ng pagbangga o sa mga pampasabog na lumilikha ng debris na nananatili sa orbit. Maaari nitong ilagay sa panganib ang lahat ng operasyon sa kalawakan, pati ang sa bansang nagsagawa ng pag-atake. Sa teorya, may bentahe ang mga microwave weapon na pansamantala o permanenteng mapatigil ang paggana nang hindi lumilikha ng debris, kaya napangangalagaan ang kapaligiran sa orbit habang naisasakatuparan ang mga layuning taktikal.

Lilikha ng masalimuot na kalkulasyong estratehiko para sa mga operator ng satellite constellation ang posibleng paglalagay ng mga sistemang ito sa iba't ibang plataporma, kabilang ang mga aparatong panghimpapawid at nakabase sa kalawakan. Di-gaya ng mga nakapirming pasilidad sa lupa, maaaring ilipat ang mga mobile microwave platform upang mapahusay ang anggulo ng pagpuntirya o makaiwas sa mga ganting-atake. Lalo nang mawawala ang problema sa paghina ng enerhiya dahil sa atmospera kung ilalagay sa kalawakan ang mga ito, at magiging posible rin ang mabilis na pagtugon sa mga umuusbong na banta.

Kailangang isaalang-alang ngayon ng mga tagaplano ng militar ang kahinaan ng mga komersyal na imprastraktura ng satellite na naging mahalaga sa makabagong komunikasyon, nabigasyon at pagmamanman. Dahil medyo mababa ang halaga sa bawat pagpapaputok ng mga microwave weapon kumpara sa mga sistemang humaharang gamit ang missile, posibleng makapagsagawa ng tuluy-tuloy na kampanya laban sa mga satellite constellation at malunod sa dami ng operasyon ang mga pananggalang. Maaaring magtulak ang ganitong agwat sa gastos upang muling pag-isipan ang disenyo ng mga satellite, at muling bigyang-pansin ang mas matataas na orbit, pinahusay na panangga laban sa electromagnetic energy o mga padron ng kalat-kalat na constellation na magpapaliit sa epekto ng pagkawala ng indibidwal na satellite.

Mahahalagang Punto

• Bumuo ang mga siyentistang Tsino ng TPG1000Cs, isang compact na driver para sa microwave weapon na kayang lumikha ng 20 gigawatts na lakas nang tuluy-tuloy sa loob ng hanggang 60 segundo.
• Apat na metro ang haba at limang tonelada ang bigat ng aparato, kaya sapat itong maliit upang ikabit sa mga trak, barko, eroplano o satellite.
• Tatlong segundo o mas maikli lamang ang kayang itakbo ng mga naunang maihahambing na sistema, at mas malaki ang espasyong kailangan ng mga ito.
• Gumagamit ang sistema ng estrukturang may dalawang hugis-U para sa enerhiya at espesyal na likidong panangga na Midel 7131 upang mapaliit ang sukat nito.
• Tinukoy ng mga opisyal na Tsino ang Starlink satellite constellation na pinatatakbo ng SpaceX bilang banta sa pambansang seguridad, kaya bumubuo sila ng mga panlaban dito.
• Ayon sa mga eksperto, maaaring makagambala o makapinsala sa mga satellite sa mababang orbit ng Daigdig ang mga microwave weapon na nakabatay sa lupa at may output na lampas sa isang gigawatt.
• Iniulat na nakapagtala ang TPG1000Cs ng mahigit 200,000 pulso ng operasyon sa mga pagsubok, na nagpapakita ng pagiging maaasahan nito sa matagalang operasyon.
• Nananatiling mahirap ang independiyenteng beripikasyon sa buong kakayahan ng sistema dahil lihim ang pananaliksik sa makabagong teknolohiyang militar.