中国の研究、台湾全域でスターリンクを妨害するドローン群戦略を分析

台湾有事でスターリンクが重要な理由

中国の防衛研究者らは、台湾に相当する広さの地域でスペースXのスターリンクを妨害する方法をモデル化した。結論は明快だ。技術的には可能かもしれないが、数百、より可能性が高いのは数千の空中ジャミング機で構成する大規模な電子戦部隊が必要となる。研究では、スターリンクをリアルタイムで適応する移動標的と表現し、衛星通信リンクに対して従来使われてきた多くの戦術を困難にするシステムだと指摘している。

スターリンクは低軌道に1万基を超える衛星を運用している。地上のユーザー端末は、空を移動する衛星を絶えず切り替えて接続する。信号は衛星間を移り、経路は変化し、ネットワークは障害を避けて通信を振り分ける。この機動性と柔軟性により、単一の妨害装置が長時間にわたって通信リンクを圧倒するのは難しい。少数の静止衛星に対して有効な従来型の地上妨害では、大規模で急速に変化する衛星群に対抗できる保証はほとんどない。

研究の基本シナリオでは、台湾上空のスターリンク信号を完全に抑圧するには、少なくとも935基の空中ジャミング機を同期運用する必要がある。出力を抑えた電波を使う場合、隙間を埋めて圏内を維持するため、必要数は約2,000基に増える。こうした分析の背景には、ウクライナでの戦時経験がある。ロシア軍がスターリンクへの干渉を試みるなか、スペースXは端末の接続を維持するため、ソフトウエアやネットワーク設定を繰り返し更新した。侵攻開始後の数カ月、通信リンクの強靱性はウクライナが指揮統制を保つ助けとなり、その結果は北京で大きな注目を集めている。

衛星群が妨害を難しくする仕組み

旧来の通信衛星は静止軌道に位置し、赤道上空の一定の場所にとどまって見えることが多い。妨害装置は既知の空の一点に照準を合わせたり、特定のカバー範囲で下り通信を圧倒したりできる。スターリンクの仕組みは大きく異なる。常時、数十基の衛星が視野に入ることがある。端末はほとんど予告なく通信を引き継ぐ。リンクの周波数、方向、経路は変わる。ある経路を一時的に妨害しても、数秒後に現れる次の経路を遮断できるとは限らない。

低軌道を移動する標的

スターリンク衛星は低高度で地球を周回する。高速で移動するため、地上の各地点から見える衛星は数分ごとに入れ替わる。単一の端末が同じ衛星と長時間通信することはほとんどない。代わりに、地平線上に昇っては沈む複数の衛星を次々に切り替えて接続する。この幾何学的な条件は、攻撃側に常に不確実性をもたらす。どこに照準を合わせるのか、どれだけの出力を使うのか、いつ標的を切り替えるのか。引き継ぎへの対応が遅れれば、利用者の通信リンクが再び確立する可能性がある。

周波数の柔軟な切り替えとビーム形成

スターリンクの端末と衛星は、柔軟に変化する波形と指向性アンテナを使い、必要な場所に電波を集中させる。フェーズドアレイ技術によりビームを電子的に操向できるため、主ビームの外から来る干渉を排除しやすい。ネットワークはチャンネルを切り替え、符号化方式を調整して、使用可能な信号を維持することもできる。多くの衛星は光クロスリンクで通信を中継する。光クロスリンクは電波を発しないため、妨害装置が攻撃できる無線周波数の地点が減る。妨害を成功させるには、地形が変化に富む広い地域で、可能な限り多くの端末について、常時、信号品質を利用可能な水準より下げる必要がある。

中国のシミュレーションが想定したもの

北京理工大学と浙江大学の研究者を含むチームが「Systems Engineering and Electronics」誌に発表した研究では、約3万6,000平方キロメートルの台湾に相当する領域で、スターリンクのサービスを遮断する方法を評価した。チームは12時間にわたり、衛星の通過と端末からの視認状況をシミュレーションした。衛星が頭上を移動し、ネットワークが通信経路を迂回させようとするなか、ユーザー端末がリンクを維持できない程度まで信号を弱めることが目標だった。

少数の大型地上送信機に頼るのではなく、研究者らは完全に分散した計画を提案した。ドローン、気球、航空機に搭載した多数の小型ジャミング機を同期させる方式だ。空中に配置すれば端末との距離が縮まり、地形や建物による信号損失を減らせるほか、柔軟な配置も可能になる。出力、アンテナの放射パターン、タイミングを連携させれば、各機体が標的地域上空に電磁的な障壁を形成できる。

妨害プラットフォームとしてのドローン群

モデルでは、各ジャミング機は空中ノードとして、ユーザー端末でスターリンクの下り通信を圧倒するノイズを発する。ドローン群は位置を変え、カバー範囲の穴を埋め、弱い箇所を補強し、新たに生じた重点地域へ移動できる。ノード同士が干渉したり、隙間が生じたりしないよう、正確なタイミング制御が必要となる。また、ドローン群自体の堅牢な指揮統制も欠かせない。連携が失われれば、端末が再接続できる時間帯がすぐに生じるためだ。

出力、間隔、カバー範囲

シミュレーションでは、異なるアンテナを比較した。広いビームのアンテナは、特定方向への出力を抑えながら広い範囲をカバーする。一方、狭いビームのアンテナは標的に強い電波を届けられるが、正確な照準が必要となる。島全域で妨害を維持するには、基本的に少なくとも935基の同期プラットフォームが必要だとチームは結論づけた。出力を抑えた送信機を用いる場合、プラットフォーム1基当たりの放射電力は約23 dBW（約200ワット）となり、同様の効果を得るには空中機材の総数を約2,000基に増やす必要がある。モデルでは、視野に入る衛星数の変化と、衛星群をまたいで端末が絶えず接続先を切り替える状況を考慮した。

実戦で中国人民解放軍は規模を実現できるか

必要な数をそろえることが最大の課題となる。1,000基を超える空中ジャミング機を同期運用するには、使い捨てドローンや生残性の高い航空機を大量に保有し、訓練を受けた要員を確保するとともに、移動、タイミング、周波数利用を統制する自動化システムを整備しなければならない。損耗や悪天候、バッテリーや燃料の制約があっても安定した編隊を保ち、撃墜された機体を補う予備機も必要になる。

生残性も課題だ。台湾と支援国の部隊は、レーダー、地対空ミサイル、対ドローン兵器、独自の電子戦能力を使って空域を争う。低速で移動する大規模な妨害機群は迎撃を招くだろう。高度を上げれば地形による遮蔽が減り、見通し線も改善するが、より長射程の防空システムにさらされる。低空飛行なら丘や建物の陰に隠れやすい一方、必要な機体数が増え、カバー範囲に隙間が生じる危険も高まる。

対抗策も進化する。台湾と協力国は端末を強化し、受信ビームを狭め、より高性能なフィルターを使える。別の周波数への切り替え、傍受されにくい通信方式の採用、信号品質が低下しても接続を保てるモデム設定への変更も可能だ。ウクライナで見られたように、スペースXは端末にソフトウエア更新を迅速に配信できる。初期の交戦で有効に見えた計画も、防御側の適応に伴い効果が低下する可能性がある。

妨害ドローン群の指揮統制にも負担がかかる。攻撃側は、自己干渉を避け、自軍の通信を守りながら、数千の送信機にわたって周波数と波形を調整しなければならない。戦闘下の混雑した周波数帯でこうした任務をこなすのは、極めて難しい。

攻撃下で台湾が通信を維持する方法

通信の強靱性を高めるうえで、単一のシステムに頼ることはできない。専門家らは台湾に対し、宇宙、空中、地上の各領域で冗長性を確保するよう求めてきた。複数の低軌道衛星網の利用枠を確保し、端末を事前配備し、システム間の切り替えを運用要員に訓練することが重要となる。また、独立した無線ネットワークを維持し、通信容量が限られても重要な通信を続けられる運用習慣を整える必要がある。

• 低軌道と中軌道の選択肢を含む複数の衛星事業者へのアクセスを契約で確保し、機材を事前配備する。
• 行政機関、公益事業者、初動対応要員に端末を分散配備し、電源、偽装資材、予備部品を複数の場所に保管する。
• アンテナ施設を強化し、指向性アンテナを使うとともに、電波の発射を管理して探知されにくくする。
• 高周波無線、衛星電話、マイクロ波中継、衛星通信が不安定な際に短距離をつなぐ可搬型メッシュネットワークなど、代替経路を維持する。
• 地上ネットワークが損傷した場合に地域の通信を復旧させるため、係留気球や航空機を含む空中中継を活用する。
• 平時から切り替え手順を訓練し、住民向けの通信訓練や重要サービスの継続計画も実施する。
• 同盟国のネットワークで緊急時の追加容量を確保し、妨害への対処を調整できるよう協力国と連携する。

接続手段を多様化すれば、妨害側の任務は難しくなる。一つの経路の品質が落ちても、通信を別の経路に移せる。安定した電源、端末の規律ある運用、訓練を受けた要員があれば、通信帯域が限られても重要なサービスを維持できる。

妨害を超えて、物理攻撃の議論も

中国では、大規模な衛星群の一部を物理的に無力化する戦略を探る研究も行われている。指向性エネルギー兵器などを搭載した衛星が、AIを使って標的を連携して捉える構想も含まれる。こうした研究は、重要な衛星を特定し、通信量の多いノードを攻撃して、より小規模な部隊でサービスを妨害する方法に焦点を当てている。こうした取り組みは依然として理論段階であり、工学、法、戦略の各面で極めて大きな制約に直面する。

衛星への攻撃は、各国の宇宙機に損害を与えかねないデブリを生む危険がある。そのため、国際規範は破壊を伴う対衛星攻撃を抑制している。指向性エネルギー兵器はデブリを回避できるが、大きな電力、精密な照準、攻撃に適した位置関係が必要となる。こうした手段を追求すれば緊張が大幅に高まり、より広範な対抗措置を招く可能性がある。妨害も緊張を高める行為ではあるが、解除が可能で、長期に残るデブリを生まない。

なお分かっていないこと

スターリンクの対妨害策の重要な部分は公表されていない。軍用仕様やサービスが存在し、同社は衛星を追加し、ソフトウエアを更新し続けている。端末ごとに性能は異なり、多くは高い指向性を持つビームを受信して、望ましくない角度からの干渉を退けられる。防御側は光クロスリンクを通じて通信経路を再構成し、争奪されている無線区間を避けて通信を維持することもできる。

中国のシミュレーションは参考になるが、著者らは結果が暫定的なものだと注意を促している。どのモデルも、信号強度、端末密度、防御側の行動に関する仮定に左右される。実際の戦闘では地形、天候、損耗に加え、双方の迅速な適応が影響する。衛星群が拡大し、ソフトウエアが進化するにつれて、妨害側は追いつくだけでも部隊を増強しなければならない。

要点

• 中国の研究者らは、台湾に相当する広さの地域でスターリンクを妨害する計画をモデル化した。
• 研究によると、妨害を実現するには非常に大規模な空中ジャミング部隊が必要となる。
• 同期プラットフォームは少なくとも935基必要で、低出力の送信機を使う場合は約2,000基に増える。
• スターリンク衛星の移動、周波数の柔軟な切り替え、指向性ビームが妨害を難しくする。
• この方式ではドローン、気球、航空機を使って島の上空に電磁的な障壁を形成する。
• 実際の紛争では、規模の確保、生残性、連携が大きな課題となる。
• 台湾は衛星アクセスの多様化、端末の強化、複数ネットワーク間の切り替え訓練でリスクを下げられる。
• 中国の別の研究では物理的な妨害構想も論じられているが、理論段階であり、緊張を大きく高める恐れがある。
• 機密扱いの対妨害機能や、双方がどれほど速く適応できるかなど、未解明の点が残る。