紀永添專欄：從星鏈到星盾──也談SpaceX的神秘軍事合約

由低軌道衛星所組成的星鏈（Starlink）網路系統，在俄烏戰爭中大放異采，讓世人第一次發現，這種太空通訊技術的重要性。美國國防部也積極研究星鏈在軍事領域的用途，並與研發星鏈的SpaceX公司簽訂多個軍事合約。而近期更傳出負責管理衛星的美國國家偵察局（NRO），早在2021年就與SpaceX合作，提供一個高達18億美元的計畫，讓SpaceX在星鏈的技術基礎上，建立一個專供軍事使用的新系統。一般認為SpaceX在2022年所成立的星盾（Starshield）部門，就是這個計畫的成果，專門用來承攬政府的軍事合約。剛剛成立的美國太空軍，已率先在2023年與SpaceX簽訂7000萬美元的合約，採用星盾的服務。不過到目前為止，星盾到底提供什麼樣的服務，仍極為神秘，外界所知不多。本文將就目前已有的少數資料，嘗試進行推測。

星盾藏在星鏈裡，很難被發現

星鏈是由一群低軌道通訊衛星所組成，可以提供無線網路服務，由於訊號是直接傳到星鏈衛星上，因此能打破地理與國界的限制。SpaceX至今已發射了數千枚的星鏈衛星，未來的第二代星鏈衛星，發射數量預計將高達數萬顆，讓覆蓋的地區更廣，訊號更穩定。而從SpaceX的說明來看，星盾雖然脫胎自星鏈，但除了提供通訊服務（Communications）外，還有地球遙測（Earth observation）與客製化的酬載能力（Hosted payloads）。這也代表整個星盾系統，將不只有低軌道的通訊衛星，還會包括遙測衛星，與擁有各種不同酬載空間的模組化衛星。就公開資料顯示，SpaceX已受美國政府的不明單位委托，過行過多次不公開發射任務，部署多枚星盾衛星進入太空軌道中，有可能正在測試或已局部運作，並藏在星鏈的大批衛星群中，讓人很難偵測追蹤。

在通訊服務方面，星盾與新一代的星鏈衛星一樣，採用了更先進的太空雷射通訊技術（Laser Communication in Space , LCS）。最早期的星鏈衛星採用的是傳統無線電波，與地面上的用戶端連結，或傳遞訊號給附近的星鏈衛星，但兩顆高速移動的衛星，使用無線電波通訊的效果不佳。於是從1.5代的星鏈衛星開始，就安裝了雷射通訊系統，主要用於星鏈衛星之間的通訊（Inter-satellite links）。當某一顆星鏈衛星飛越沒有地面接收站的海洋或偏遠地帶，又要為船隻或偏遠地區用戶提供網路服務時，這一顆星鏈衛星，就會將訊號傳到另一顆衛星，以接力傳遞到地面接收站。SpaceX曾透露，使用雷射的星鏈衛星之間，可以建立100Gbps的高速連結。不難想見，星盾肯定會更進一步採用這種雷射通訊技術，因為具備了更快速、更安全、也更便宜的優點。

雷射通訊系統的頻寬更高，可能會成為未來太空通訊的標準，更重要的是雷射具備指向性，不會像無線電波一樣四處發散。這代表雷射通訊較不易被截聽，保密性更佳，也較不易被干擾，這對於軍事用途來說極為重要。未來除了使用雷射通訊技術在星盾衛星之間傳遞訊號，更有可能直接連結地面用戶端，形成從地面用戶到星盾衛星、星盾衛星到地面接收站，都全部使用雷射通訊的目標，讓星盾的通訊能力更上一層樓。不過雷射通訊系統易受到雲霧、氣候影響，甚至地面用戶端快速移動時，雷射光束也不容易鎖定通訊目標，都是有待克服的問題。但整體來說，星盾系統的通訊功能，遠比傳統的無線電系統要便捷安全許多。美軍的許多單位目前已在使用星鏈的服務，未來重要的指揮所或高度機密性單位，進一步升級為星盾，應是指日可待。

2022年底，SpaceX獵鷹9號火箭運載星鏈衛星從佛州發射升空。（資料照片／美聯社）

可覆蓋範圍遠勝傳統的高軌道間諜衛星

在地球遙測方面，說穿了就是提供間諜衛星服務。過去的高軌道間諜衛星，優點是一次可以拍攝的面積非常廣大，但缺點是這種傳統間諜衛星也極為昂貴，無法大量部署。這導致了二個嚴重的問題，一是間諜衛星的數量有限，要等到飛越目標上空時，才能取得最新的影像，等待時間較長，在瞬息萬變的戰場上，有時緩不濟急。二是間諜衛星的軌道通常是固定的，改變軌道的作業既耗時又充滿各種風險，這也代表間諜衛星難以覆蓋全球，即使是擁有最多間諜衛星的美國，也只能集中部署，讓間諜衛星的軌道能儘量通過最多的衝突熱點，以取得最大的使用效益。一旦在預想之外的地點出現狀況，需要取得衛星影像時，就會出現間諜衛星不足，難以覆蓋的問題。但星盾的低軌道衛星群，若能做為間諜衛星，從太空中拍攝影像，將能解決這些缺點。

原因在於低軌道的間諜衛星，雖然有拍攝範圍較小的缺點，但價格便宜，能大量部署。以之前星鏈的發射情況來推測，未來星盾的數量可能高達數千顆，那保守估計，其中專門用於拍攝地面影像的星盾間諜衛星，最少也會有上千顆。由於數量極為龐大，即使單一顆星盾間諜衛星的拍攝範圍較小，但整體來說，可覆蓋的範圍還是遠遠勝過傳統的高軌道間諜衛星。同時，運行在同一個軌道上的星盾間諜衛星，可能會有數十顆，能接續通過目標上空，這代表可以不斷取得最新的影像畫面，更新頻率將從過去的數十小時或數小時，進步到只要數十分鐘，甚至是數分鐘，讓敵方無所遁形。傳統上躲避間諜衛星偵測的方式，除了偽裝外，就是算好間諜衛星通過的時間，利用中間的空檔活動，但這種反制手段，在大批星盾間諜衛星覆蓋下，是完全沒用的。

至於客製化的酬載服務，應該是可以利用模組化的設計，將用戶指定的裝備安裝在星盾衛星上，再送入太空軌道。這可能包括早期預警系統，能監控彈道飛彈或高超音速飛彈的發射，並直接從太空中追蹤彈道，即時傳送資料，供地面上的反飛彈系統進行攔截。畢竟星盾計畫一開始時，最早挹注研發經費的就是美國國防部所屬的太空發展局（SDA），委托SpaceX研發追蹤高超音速飛彈的技術。由於要建構一個能監控全球的早期預警系統，需要很多衛星，星盾無疑是首選。此外如紅外線成像系統或合成孔徑雷達成像系統，能在天候不佳、雲層很厚時，提供地面影像，也是很多國家需要的太空偵測工具。而軍用的氣象與導航系統，干擾設備，甚至是未來的雷射與微波武器，都可能成為星盾的酬載物，讓星盾可以執行各種不同任務，更有使用彈性。

台灣在俄烏戰爭爆發後，已發現太空網路通訊的重要性，也積極尋求建置類似的系統，以備不時之需。（圖片擷取自Scott-Railton 推特）

台灣必須大力扶植低軌道衛星產業

綜合來說，低軌道衛星在某些領域的優勢顯而易見，而SpaceX所開發的新型火箭載具，發射後能重復回收使用，讓部署的成本大幅下降，更讓低軌道衛星的發展如虎添翼。許多國家或大型企業也早已投入這個領域，參與競爭，不過到目前為止，仍由SpaceX處於領先地位。SpaceX以商用的星鏈為基礎，發展出軍用的星盾，優點是雙方共用許多關鍵技術，不必再重新研發，能夠立刻使用。同時兩者在一定程度上能夠互相支援，如此龐大的低軌道衛星群，將讓敵方難以干擾或摧毀。而且民間公司的效率，通常遠勝政府機構，能節省大筆經費。這也是為什麼俄羅斯被發現在烏克蘭戰場上偷偷使用星鏈，卻又對外揚言，星鏈已被用於軍事用途，是合法攻擊目標。說明了星鏈本身的廣大用途與戰略價值，在晉升為星盾後，將對敵手產生巨大威脅。

但星盾也不是毫無缺點，畢竟星鏈是一個商業網路服務，以利潤為優先，商規的設計無法與軍規相比，星盾建立在星鏈之上，等於繼承了這種先天性問題。再者商業公司能否百分之百，配合軍事任務，也被不少人質疑，特別是SpaceX的創辦人兼執行長馬斯克（Elon Musk），在中國有許多投資，除了多次公開發表親中言論，也主張烏克蘭不可能贏得戰爭，應該放棄抵抗，盡速與俄羅斯和談，而引發許多批評。許多人擔心在美中衝突越演越烈之際，美軍大量採用SpaceX所提供的服務，未來如果美國與中國在西太平洋兵戎相見，馬斯克旗下的企業是否會履行軍需契約？美國眾議院中國委員會主席蓋拉格（Mike Gallagher），在訪問台灣時就發現，由於星鏈並未在台灣開通服務，在台灣與周邊地區的美軍人員無法使用，而發函要求SpaceX說明。

台灣在俄烏戰爭爆發後，已發現太空網路通訊的重要性，也積極尋求建置類似的系統，以備不時之需，但馬斯克的親中態度令人感到憂慮，不可不防。所以數位發展部選擇雙管齊下，一方面引進國際上較為成熟的太空網路服務業者，如英國投資的Eutelsat OneWeb低軌道衛星網路系統，與總部設在盧森堡的SES中軌道衛星網路系統，兩者都將在今年開始運作。其中OneWeb已投入此次花蓮震災的救援行動中，而SES系統也將支援太平島的網路通訊。另一方面，台灣政府也鼓勵本土廠商投資太空產業，加入低軌道衛星供應鏈，並計畫在2026年發射自己的第一顆低軌道通訊衛星，於次年再發射二顆，全力建構自己的低軌道通訊衛星系統。這種採取低軌道、中軌道、自行發展的多重模式，以分散投資風險，是較為穩健的策略，值得繼續推動。

不過，借鑑於SpaceX在星鏈之上，再發展星盾的方式，台灣在推動低軌道衛星產業時，也應該一併考慮軍事方面的需求，除了最基礎的戰時通訊，更可以嘗試發展偵照、導航、無人載具專用通訊線路等功能，以補強台灣最弱的領域。畢竟台灣過去一直難以取得間諜衛星，只能靠分租他國遙測衛星，或採購商用衛星影像的方式來取得衛星畫面，在許多地方受到限制。即使現在有了福衛5號，但因為只有這一顆，時效性也不佳，而且中國早已擁有反衛星武器，在戰時很可能被攻擊。同時台灣也缺少自主的通訊衛星，使無人載具發展受到很大的限制，台灣在推動低軌道衛星產業時，應該策略性地協助國內廠商，發展國軍所急需的關鍵技術。低軌道衛星產業已是明日之星，未來的發展與前景可期，非常值得政府大力扶植，達成軍民雙贏的目標。

到目前為止，星盾到底提供什麼樣的服務，仍極為神秘，外界所知不多。（圖片取自SpaceX社群平台X帳號）

※作者為軍事研究者