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美国太空安全战略的新动向(下)

时间:2016年02月23日 信息来源:《国际太空》 点击: 【字体:



五、编织监视太空的天罗地网


 美军继2010年发射第一颗“天基空间监视系统”(SBSS)低地球轨道卫星之后,又于2014年7月28日使用德尔他-4火箭成功发射了2颗 “地球同步轨道空间态势感知计划”(GSSAP)卫星,这两颗卫星将有助于识别并追踪地球同步轨道内的人造目标。


美国“天基空间监视系统”卫星


 “这是美军‘地球同步轨道空间态势感知计划’卫星的首次发射,并准备在2016年再发射两颗。”美国空军航天司令部(AFSPC)司令威廉·谢尔顿在五角大楼对记者说:“由于操作能力的提高,‘地球同步轨道空间态势感知计划’卫星可以占据最有利的位置,收集其他卫星的图像。新卫星的影像能力与过去美国用来监控地球轨道的卫星相比,取得了巨大的进步”。正如美国《星条旗报》网站7月22日发表的文章“空军将发射监控他国卫星的卫星”所说,目前,中国的太空和反卫星能力正在迅速提高。五角大楼的决策者担心,未来一旦发生冲突,北京可能击落美国的军事卫星或者让这些卫星失灵,而这些卫星对于通信、情报收集和瞄准具有十分重要的意义。

 美国空军司令部已经明确了空间态势感知(SSA)的四大支柱:信息描述、数据综合与利用、威胁预警和攻击报告。为实现这四大支柱,司令部为空间态势感知规划了多个实体项目。这些项目包括地基和天基两大部分。

 地基部分主要有两个项目,即“太空篱笆”(Space Fence)和“空间监视望远镜”(SST)。“太空篱笆”指的是由多个地基相控阵雷达站构成的大型太空探测系统,旨在探测低地球轨道的小卫星和碎片。美军第一代“太空篱笆”于1961年建造,由3个S频段的陆基雷达系统组成。由于系统老化、功能不足且耗资巨大,美国空军司令部已于2013年9月1日将其关闭。2014年初,美国空军已与洛马公司就第二代“太空篱笆”研制方案达成协定。“空间监视望远镜”将由美国空军司令部和美国国防高级研究计划局(DARPA)合作实施,该望远镜是一个陆基3.5m的光学系统,设计用于搜寻并识别地球静止轨道内的小物体。


美军太空篱笆的地面监控中心


 相对于地基系统来说,天基系统有明显的优势。天基系统能提供不受天气影响的、适应性较强的太空监视能力;并能对位于地球静止轨道上的高度关注的物体进行更及时的重访,但造价比地基系统要昂贵。天基系统除了上述“地球同步轨道空间态势感知计划”卫星外,还有一个“天基空间监视系统”项目。该项目于2002年正式启动,主要目的是建立一个位于630km太阳同步轨道上的光学遥感卫星星座。据称,“天基空间监视系统”将使美国对地球静止轨道卫星的跟踪能力提高50%;同时将使美国太空目标编目信息的更新周期由现在的5天左右缩短到2天,从而大大提高了美军的空间态势感知能力。“天基空间监视系统”将分2个阶段发展:第一个阶段的目标是研制和部署“天基空间监视系统”Block 10卫星,以提供一种过渡的空间监视能力。2010年9月25日,由轨道科学公司将这颗卫星发射升空。卫星发射质量1031kg,太阳能电池板可提供约1100W电力,主要有效载荷为可见光传感器。第二个阶段将部署由4颗“天基空间监视系统”Block 20卫星组成的卫星星座,并将应用更为先进的全球太空监视技术,预计于2015年完成“天基空间监视系统”的部署。“天基空间监视系统”卫星将用于探测深空物体,尤其是那些位于地球静止轨道上的卫星,例如通信卫星和导弹预警卫星等。


六、发展空间态势感知的新技术


 2015年,美国空军《空天力量》杂志秋季刊发表了吉恩·H·麦考尔博士等撰写的文章“空间态势感知:难度大, 成本高, 但必不可少”,文章指出,空间态势感知中成本最高的部分也许是追踪太空物体并监控其位置。但是,我们必须强调指出,追踪只是支援态势感知。空间态势感知行动的主要目的是确定太空物体的能力及其拥有国的意图。


 这篇文章强调:为了达到上述目的,必须探索新技术。实际上,目前追踪太空物体的方法主要是使用雷达,但雷达难于提供所有太空物体的精确位置和轨道信息,而且雷达信息并不能提供关于被探测卫星的功能数据。美军目前可以追踪卫星从发射到最终入轨的全过程,并结合来自其他情报来源的数据进行相关分析,从中推断卫星的功能。美国空军认为,目前,俄罗斯和中国尚未试图部署隐形卫星等雷达规避技术,但是,由于它们正在大力开发隐形飞机技术,可以预期今后也将在太空出现此类技术。由于美军越来越多地使用波长较短的雷达系统,估计在太空出现隐形卫星的可能性增大。因此,美国必须开发不依赖雷达的追踪方法,例如激光和相干红外传感器。也可能使用星载GPS传感器取代雷达,并将GPS位置包括在通常下载的卫星健康和运行状态信息中。

 这篇文章指出:没有任何一种追踪方法能够提供完整的卫星功能信息,即使使用了上文所述的推论方法也是如此。从卫星影像可以获得额外的数据,此类影像可以显示与某些已知装置和功能相关的天线及传感器。美国军事实验室研究光学成像方法已有数十年,应该继续这项研究,开发太空分辨率为1cm或更精细的成像技术。红外成像可以提供额外信息,但是仍需要推论。可以在可疑卫星附近部署一颗传感卫星,从而有可能直接获得该卫星的结构和功能信息。传感卫星可以拍摄目标卫星表面的照片,监控其飞行姿态和轨道变化,并观测其带电粒子发射活动,包括射频功率、从远红外到X射线的光能,以及中子、质子、电子和其他原子粒子及亚原子粒子。由于大气衰减,无法从地面观测卫星的粒子流的发射,除非其粒子流的强度很高。进一步,可以设想在目标卫星的两边各部署一颗传感卫星,其中一颗放出可穿透目标卫星结构体的X射线或中性粒子或带电粒子,另一颗则拍摄这些X射线,形成目标卫星内部的照片。也可以利用微波成像技术,以避免损坏目标卫星。


七、美日联合改进标准-3(SM-3)拦截导弹


 2015年6月7日,日本防卫省宣布,日美两国从2006年度起共同开发的海基型标准-3 IIA拦截导弹,在美国洛杉矶近郊的穆古角海军基地发射场成功进行了首次发射试验。标准-3 IIA导弹是标准-3 IA的改进版,提高了导弹射程及命中精度。预计将于2018年前后完成研制并部署。

 美国先后部署了标准-3 I、IA型拦截弹,仍在发展标准-3 IB、IIA型拦截弹。自2002年1月以来,美国海军总共使用“宙斯盾”弹道导弹防御系统开展了数十次拦截试验,取得了超过80%的拦截成功率,成功率较高。标准-3 IA和IB型导弹第一级助推火箭的直径为533mm,其余两级助推火箭的直径均为343mm。与标准-3 IA型导弹采用单色红外导引头不同,标准-3 IB型导弹采用了双色红外导引头,改进了拦截器的识别能力。标准-3 IIA型导弹的三级助推火箭的直径都将是533mm,从而使之具有更大的关机速度(4.5~5.5km/s),比标准-3 IA和IB型拦截导弹的最大飞行速度(3.1~3.3km/s)增大45%~60%。标准-3 IIA型拦截导弹还将采用改进型的动能弹头,增强识别真假目标的能力,增大了拦截概率,扩大了防御区域。据悉,2008年美国的反卫星试验采用的是标准-3 IA,那么标准-3 IIA将可以直接拦截对方在低地球轨道的遥感卫星,并可以在中段拦截对方的中远程弹道导弹。因此,这也可以理解为它是美日企图对付中国“航母杀手”的反制武器。


美国发射标准-3导弹


八、结束语


 综上所述,由于中国在太空的崛起,美国的太空安全战略也由“硬”变“软”,并愿意和太空国家共同促进世界太空安全的治理,但由于美国坚持“国家安全例外论”,使得目前没有一种倡议可以为所有太空国家所接受。“拥挤”、 “对抗”与“竞争”仍然是今后太空环境的主要特征。国际太空安全治理要走出目前的困局,还要等待世界格局发生更深刻的变化。


 上文选自国际太空,如有需要请查阅该期刊。



 

(作者:黄志澄)
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