文/ 張保慶
近年來,各國空間競爭不斷加劇,特別是2017年,主要航天國家空間對抗裝備與技術(shù)發(fā)展進(jìn)一步提速。
美國繼續(xù)引領(lǐng)世界空間對抗裝備與技術(shù)發(fā)展,強(qiáng)化空間安全地位,調(diào)整和完善空間作戰(zhàn)理論與組織機(jī)構(gòu),高頻次開展空間作戰(zhàn)演習(xí),推動空間力量向戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)層面應(yīng)用。
俄羅斯加強(qiáng)空間力量建設(shè)。2017年7月,俄羅斯完成《2025年前國家武器裝備計劃》草案編制。在空間作戰(zhàn)力量建設(shè)方面,俄羅斯將加快空間監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展,推動地基系統(tǒng)與天基系統(tǒng)融合;改進(jìn)和新研軍用衛(wèi)星,補(bǔ)充數(shù)量、補(bǔ)齊類型,向新一代天基系統(tǒng)過渡。
各主要航天國家積極推進(jìn)空間態(tài)勢感知能力和在軌操作技術(shù)的發(fā)展,取得重要進(jìn)展。
美軍重點提升地球同步軌道目標(biāo)和局域特定目標(biāo)持續(xù)監(jiān)視能力,特別是亞太地區(qū)的監(jiān)視能力和戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力。其他國家在研發(fā)部署地基態(tài)勢感知裝備方面取得進(jìn)展。
C波段空間目標(biāo)監(jiān)視雷達(dá)開始全面運行。2017年3月,美空軍在澳大利亞部署的地基C波段空間目標(biāo)監(jiān)視雷達(dá)具備全面運行能力。作為美軍在南半球部署的首個空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng),C波段地基雷達(dá)可提供非常精確的衛(wèi)星位置數(shù)據(jù)和特征描述數(shù)據(jù),能夠更早探測到飛經(jīng)覆蓋區(qū)域上空的空間目標(biāo),將大幅提升美軍對亞太地區(qū)的空間目標(biāo)監(jiān)視能力。
▲ “天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星在軌飛行示意圖
“空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”開展相機(jī)性能升級演示驗證。2017年,美軍開展了“空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”改進(jìn)型廣域相機(jī)性能升級演示驗證?!翱臻g監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”口徑為3.5米,采用彎曲焦平面陣列技術(shù),每晚能多次掃視整個地球同步軌道帶,未來將部署在澳大利亞,將明顯提升美軍對中高軌空間事件的監(jiān)測認(rèn)知能力和反應(yīng)速度。
美空軍啟動首部“空間籬笆”雷達(dá)安裝工作。2017年4月,美空軍啟動在夸賈林環(huán)礁場站部署首部“空間籬笆”雷達(dá)的安裝工作,并預(yù)計2018財年完成。新一代S波段“空間籬笆”預(yù)計2019年具備初始運行能力,能夠在沒有預(yù)先提示或指派任務(wù)的情況下實現(xiàn)對9厘米大小空間目標(biāo)的隨機(jī)探測,而在提示情況下能夠跟蹤探測1厘米大小空間目標(biāo)。
▲ 測試“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星
日本擬在山口縣部署空間監(jiān)視雷達(dá)。2017年11月22日,日本防衛(wèi)省初步選定山口縣作為空間監(jiān)視雷達(dá)部署地,并計劃于2023年投入使用??臻g監(jiān)視雷達(dá)裝有數(shù)臺直徑15~40米的拋物面天線,主要用于監(jiān)視距地36000公里地球同步軌道的太空目標(biāo)。雷達(dá)部署候選地位于東經(jīng)126°~136°,該位置上空運行著日本絕大多數(shù)的地球靜止軌道衛(wèi)星,且周圍無遮蔽物。
“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”首顆“探路者”衛(wèi)星于2017年底達(dá)到壽命期限,為填補(bǔ)“探路者”衛(wèi)星服役期滿后與后續(xù)微小衛(wèi)星星座間的天基空間監(jiān)視能力的缺口,美空軍于2017年8月25日成功發(fā)射“快速響應(yīng)太空-5”衛(wèi)星,該衛(wèi)星重約140千克,衛(wèi)星攜帶的光學(xué)成像系統(tǒng)每天可從低軌對地球同步軌道目標(biāo)進(jìn)行15次掃描監(jiān)視,所驗證的技術(shù)還將用于未來的空間目標(biāo)監(jiān)視星座以及通用星載空間態(tài)勢感知傳感器。
2017年9月,美空軍第3顆和第4顆“同步軌道空間態(tài)勢感知計劃”(GSSAP)衛(wèi)星獲得初始運行能力。這兩顆GSSAP衛(wèi)星于2016年8月成功發(fā)射,與2014年首批發(fā)射的兩顆GSSAP衛(wèi)星完成4星組網(wǎng)后,使得系統(tǒng)目標(biāo)重訪周期從單星60天縮短到15天。GSSAP單星重600千克,星上可能搭載寬視場觀測相機(jī)、窄視場成像相機(jī)、紅外相機(jī)、電子信號截取設(shè)備等,可在地球同步軌道附近機(jī)動,對高軌目標(biāo)進(jìn)行抵近詳查,甚至截取電子信號,能夠為美軍空間作戰(zhàn)提供目標(biāo)技術(shù)偵察和行動意圖判斷。
多源數(shù)據(jù)融合和處理技術(shù)可以大幅提升美軍實時態(tài)勢感知能力,使空間事件的提示與預(yù)警時間從幾周縮短到幾小時,提高空間態(tài)勢感知數(shù)據(jù)利用率,提升威脅研判的實時性和準(zhǔn)確度。
美國國防高級研究計劃局(DARPA)于2016年啟動“標(biāo)志”項目,旨在開發(fā)太空作戰(zhàn)管理指控的交互式仿真環(huán)境,為美軍高層在平戰(zhàn)時期的全方位空間軍事行動、管理與控制提供支持。2017年,DARPA繼續(xù)推進(jìn)“標(biāo)志”項目,開發(fā)了研發(fā)試驗床,并對現(xiàn)有的空間態(tài)勢感知、指示與告警、行動及決策支持工具進(jìn)行了集成。
主要航天國家在軌操作技術(shù)進(jìn)一步成熟,空間攻防對抗手段多樣化趨勢更趨清晰。
首次演示驗證“細(xì)胞星”在軌快速組裝新衛(wèi)星。2017年10月25日,國際空間站上的航天員將NovaWurks公司研制的6個“高級集成細(xì)胞星”航天器構(gòu)建模塊和2個可展開太陽能電池陣列,組裝成一顆小衛(wèi)星,首次在軌測試了衛(wèi)星設(shè)計與制造的全新方法?!案呒壖杉?xì)胞星”尺寸為20厘米×20厘米×10厘米,重7千克,具備包括通信、指向、供電、數(shù)據(jù)處理和推進(jìn)等在內(nèi)的衛(wèi)星工作所需的一切資源。衛(wèi)星建造者可將任意一顆“高級集成細(xì)胞星”組裝在有效載荷上,由軟件決定每個“高級集成細(xì)胞星”的作用。
▲ “快速響應(yīng)太空-1”衛(wèi)星示意圖
“蜻蜓”項目獲美國宇航局下一階段資助。2017年,美國宇航局在“臨界點”計劃下,為“蜻蜓”在軌組裝衛(wèi)星項目提供了下一階段資金支持?!芭R界點”計劃選擇勞拉公司開發(fā)更加復(fù)雜的在軌裝配技術(shù)和系統(tǒng),旨在為未來深空探索、棲息地和任務(wù)的開展奠定基礎(chǔ)。根據(jù)合同,勞拉公司將進(jìn)行半自主機(jī)器人系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計,預(yù)計將于2020年之后將其發(fā)射升空。
借助天基反導(dǎo)攔截技術(shù)形成潛在衛(wèi)星攻防能力。導(dǎo)彈防御局在2018財年預(yù)算申請中為“天基殺傷評估”試驗申請經(jīng)費1700萬美元,計劃利用商業(yè)寄宿載荷傳感器網(wǎng)絡(luò),為彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供殺傷評估數(shù)據(jù),探索在彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中整合天基攔截器的可行性。美國新一屆政府極有可能在任期內(nèi)借助“天基殺傷評估”項目,安排與天基攔截相關(guān)的技術(shù)項目。
2017年,俄羅斯“宇宙-2519”衛(wèi)星先后實施兩次軌道機(jī)動。7月27日,“宇宙-2519”輕微機(jī)動,進(jìn)入650.4×670.7公 里軌道;8月1日至3日,該衛(wèi)星再次機(jī)動,進(jìn)入648.9×668.4公里軌道。上述機(jī)動使衛(wèi)星升交點與在軌的成像偵察衛(wèi)星“宇宙-2486”相匹配,而俄國防部也首次確認(rèn)利用天基平臺進(jìn)行空間目標(biāo)監(jiān)視。
俄羅斯近年來多次利用小衛(wèi)星開展單星或子母星配合的在軌機(jī)動操作,表明其在軌機(jī)動技術(shù)已取得階段性成果,為發(fā)展空間機(jī)動平臺和空間攻防對抗裝備奠定基礎(chǔ)。
歐空局將執(zhí)行首次空間碎片主動清除任務(wù)。歐空局計劃2023年初在法屬圭亞那航天發(fā)射場利用“織女星-C”火箭發(fā)射E.Deorbit航天器,對位于800~1000公里近極地軌道的大型空間碎片實施抓捕,然后利用自身推進(jìn)器改變空間碎片的軌跡,使其迅速在大氣層中銷毀。E.Deorbit項目以大型空間碎片為清除目標(biāo),通過處理由多種傳感器(如激光雷達(dá)、多光譜相機(jī)和可見光相機(jī))提供的圖像信息來了解空間物體的動態(tài)特性,使用復(fù)合制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制系統(tǒng)實現(xiàn)對目標(biāo)物體的清除。
法國推動太空碎片清除技術(shù)研究。法國圖盧茲大學(xué)研究人員提出通過在相應(yīng)軌道位置部署攜帶電磁鐵的“拖船衛(wèi)星”,使之與廢棄衛(wèi)星產(chǎn)生磁力矩,從而通過兩者之間的相吸或相斥,實現(xiàn)對廢棄衛(wèi)星的抓捕或離軌?!巴洗l(wèi)星”的強(qiáng)磁場由低溫超導(dǎo)體產(chǎn)生,這種非接觸磁場的影響范圍約為10~15米,定位精度10厘米。這一技術(shù)概念也可用于太空碎片清除,并在衛(wèi)星編隊飛行等領(lǐng)域具備應(yīng)用潛力。
▲ 越來越多的太空碎片
2017年,美軍頻繁開展空間作戰(zhàn)演習(xí),特別是“太空軍旗”演習(xí)瞄準(zhǔn)空間作戰(zhàn)技能訓(xùn)練,旨在提高戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)層面的作戰(zhàn)管理指揮和控制等,表明美軍在備戰(zhàn)空間作戰(zhàn)方面已進(jìn)入實戰(zhàn)操練階段。域作戰(zhàn)行動提供支持;二是通過整合“空間作戰(zhàn)架構(gòu)”,深入了解空間彈性、空間威懾和空間作戰(zhàn)等空間作戰(zhàn)理念的發(fā)展;三是探索空間和網(wǎng)絡(luò)空間在多域沖突中的作用;四是進(jìn)一步發(fā)展合作伙伴關(guān)系。
通過舉行“施里弗”系列演習(xí),美軍豐富和完善了空間威懾戰(zhàn)略、空間作戰(zhàn)條令、空間作戰(zhàn)力量運用、空間發(fā)展策略等,催生出空間態(tài)勢感知、作戰(zhàn)響應(yīng)空間、分散式空間體系等一系列新型航天能力與技術(shù)架構(gòu),成為空間作戰(zhàn)能力建設(shè)的指示器,推動空間作戰(zhàn)力量不斷發(fā)展和突破。
2017年10月13日,美國空軍航天司令部在內(nèi)利斯空軍基地舉行了第11次“施里弗”太空軍事演習(xí)。此次演習(xí)主要有4個目標(biāo):一是審查利用各種聯(lián)合指揮與控制框架部署并捍衛(wèi)空中、空間和網(wǎng)絡(luò)空間能力,為全球和區(qū)
作為推進(jìn)空間實戰(zhàn)能力提升的又一重要舉措,美空軍于2017年4月舉行了首次“太空軍旗”演習(xí),并于2017年8月舉行第二次“太空軍旗”演習(xí)?!疤哲娖臁毖萘?xí)更關(guān)注空間作戰(zhàn)技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練,主要針對可能會在空間軌道發(fā)生的作戰(zhàn)情況開展演練,旨在使作戰(zhàn)人員通過模擬空間作戰(zhàn),更好地了解和理解對手形成的威脅,并以此規(guī)劃任務(wù),優(yōu)化戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)級空間作戰(zhàn)管理和指控流程,并為相關(guān)能力的開發(fā)指明方向?!疤哲娖臁毖萘?xí)的創(chuàng)辦和舉行進(jìn)一步豐富了美軍空間作戰(zhàn)演習(xí)體系,表明美軍在備戰(zhàn)空間作戰(zhàn)方面已進(jìn)入實戰(zhàn)操練階段、其空間作戰(zhàn)力量建設(shè)已從戰(zhàn)略支援向攻防對抗實戰(zhàn)能力方向拓展。
“空間態(tài)勢感知桌面演習(xí)”由美國戰(zhàn)略司令部負(fù)責(zé)開展,參演國家包括英國、法國、德國、意大利、澳大利亞、加拿大、日本等同盟國家以及一些商業(yè)實體。
美軍于2017年9月20日至29日舉行第四次“空間態(tài)勢感知桌面演習(xí)”,并在此次演習(xí)中將“空間態(tài)勢感知桌面演習(xí)”更名為“全球哨兵演習(xí)”。演習(xí)中,各參與國均設(shè)立了用以指揮和控制本國空間態(tài)勢感知裝備的空間作戰(zhàn)中心?!翱臻g態(tài)勢感知桌面演習(xí)”的持續(xù)開展充分體現(xiàn)出國外主要航天國家期望通過改善空間態(tài)勢感知能力,謀求共同空間安全的目標(biāo)。美國戰(zhàn)略司令部認(rèn)為,“全球哨兵演習(xí)”已成為美國及其盟國在空間領(lǐng)域開展戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)及一體化指揮與控制的重要途徑。
當(dāng)前空間對抗裝備與技術(shù)發(fā)展重點與熱點表明,各國高度重視發(fā)展空間對抗能力,空間安全已成為國家安全的重大戰(zhàn)略問題。美國和俄羅斯繼續(xù)在空間對抗領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位,尤其是美國,已實現(xiàn)從空間是一種支撐向空間是一個作戰(zhàn)域的轉(zhuǎn)變,不斷更新完善太空作戰(zhàn)理論、加快太空攻防裝備研制和試驗、持續(xù)推進(jìn)太空作戰(zhàn)演習(xí),積極備戰(zhàn)向太空延伸的軍事沖突。★