◎中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 李慧麗

◎中國航天科技集團(tuán)有限公司 續(xù)煥超

太空態(tài)勢感知是太空攻防對抗活動(dòng)的基礎(chǔ),也是太空信息化戰(zhàn)爭的主要支撐力量?？臻g能力已成為未來太空戰(zhàn)場的“戰(zhàn)略新高地”，各軍事大國都將大量資源投入到太空態(tài)勢感知研究和開發(fā)中。本文梳理了美國最新太空發(fā)展戰(zhàn)略和太空態(tài)勢感知能力建設(shè)現(xiàn)狀，分析了美國太空態(tài)勢感知能力發(fā)展的特點(diǎn)及趨勢，并針對我國情況提出了相關(guān)啟示和建議。

空間能力已成為未來戰(zhàn)場的“戰(zhàn)略新高地”。太空態(tài)勢感知是對影響太空活動(dòng)的所有因素的認(rèn)知和分析，是太空攻防對抗活動(dòng)的基礎(chǔ),是太空信息化戰(zhàn)爭的主要支撐力量，各軍事大國都將大量的資源投入到太空態(tài)勢感知研究和開發(fā)中。從廣義上講，太空態(tài)勢感知是對所有發(fā)生在空間的事件、威脅、活動(dòng)和狀態(tài)進(jìn)行感知，能使指揮決策和操作人員獲取并維持空間優(yōu)勢。

美國認(rèn)為，太空態(tài)勢感知能力既是美國太空安全政策的基石，又是美國實(shí)現(xiàn)太空軍事化的前提，已將太空態(tài)勢感知能力視為“所有太空活動(dòng)的基礎(chǔ)、太空控制的關(guān)鍵前提和不可或缺的作戰(zhàn)力量”。自特朗普上任以來，制定了更加清晰的太空政策戰(zhàn)略，從美國利益優(yōu)先和稱霸全球的目的出發(fā)，強(qiáng)調(diào)優(yōu)先發(fā)展太空態(tài)勢感知能力。為此，本文梳理了美國最新太空發(fā)展戰(zhàn)略和太空態(tài)勢感知能力建設(shè)現(xiàn)狀，分析了美國太空態(tài)勢感知能力發(fā)展的特點(diǎn)及趨勢，提出了對我國的啟示和建議。

一、美國太空態(tài)勢感知發(fā)展現(xiàn)狀研究

一直以來，美國高度重視太空態(tài)勢感知的軍事攻防和全球霸權(quán)作用，不斷加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域布局，謀求先機(jī)。近年來，美國在太空態(tài)勢感知領(lǐng)域的投入明顯增加，據(jù)美國國防部發(fā)布的預(yù)算顯示，2016-2020年美國國防部的太空態(tài)勢感知預(yù)算共約18億美元，在太空態(tài)勢感知系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)共享協(xié)議、太空監(jiān)視及商業(yè)化應(yīng)用等領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展。

（一）美國正在加速布局太空，戰(zhàn)略政策文件密集發(fā)布

美國把推行太空戰(zhàn)略作為執(zhí)政的重要選項(xiàng)，把態(tài)勢感知能力作為主要核心能力和重要能力。2017年12月，美國《國家安全戰(zhàn)略》中提出，美國必須維持在太空自由行動(dòng)的領(lǐng)導(dǎo)地位。2018年，美參聯(lián)會發(fā)布的最新版《太空作戰(zhàn)條令》首次確立“太空聯(lián)合作戰(zhàn)區(qū)域”概念，將原太空作戰(zhàn)任務(wù)所包含的五大領(lǐng)域調(diào)整為“態(tài)勢感知，太空控制，定位、導(dǎo)航與授時(shí)，情報(bào)、監(jiān)視與偵察，衛(wèi)星通信，環(huán)境監(jiān)測，導(dǎo)彈預(yù)警，核爆探測，太空運(yùn)輸及衛(wèi)星操作”等十大能力領(lǐng)域，進(jìn)一步突出了太空聯(lián)合作戰(zhàn)深度融合的思想。2018年3月23日，美國白宮發(fā)布了新版《美國國家太空戰(zhàn)略》，提出要建立“四大支柱”，其中有三個(gè)與太空中的國家安全活動(dòng)有關(guān)，包括強(qiáng)化威懾力和太空作戰(zhàn)選項(xiàng)、完善涉及空間態(tài)勢感知、情報(bào)和采購問題的“基礎(chǔ)性能力、結(jié)構(gòu)和程序”等。2019年4月5日，美國戰(zhàn)略與國際研究中心發(fā)布《太空威脅評估2019》報(bào)告，從反太空武器及手段的角度，對世界主要國家和地區(qū)構(gòu)成的太空威脅進(jìn)行系統(tǒng)評估。

同時(shí)，美國還在加強(qiáng)空天戰(zhàn)略軍事力量的構(gòu)建，正在積極建立美國天軍、太空司令部和航天發(fā)展局。2019年2月19日，特朗普以備忘錄形式簽發(fā)4號太空政策令《建立美國天軍》，明確將在空軍部內(nèi)建立美國天軍。3月1日，美國防部發(fā)布《美國天軍戰(zhàn)略概述》，概述天軍的作用、任務(wù)、職能和組織結(jié)構(gòu)等，天軍建設(shè)五年計(jì)劃，以及與其他軍種或機(jī)構(gòu)的關(guān)系等內(nèi)容。美國太空司令部方面，美國將設(shè)立一名專注于太空的作戰(zhàn)指揮官，特朗普已提名空軍上將約翰·雷蒙德領(lǐng)導(dǎo)該司令部。航天發(fā)展局方面，將集中精力發(fā)展和交付下一代的天基通信和地球觀測能力。同時(shí)，據(jù)美國媒體報(bào)道，美國國防部在其2020財(cái)年預(yù)算中將劃出130億美元，用于建立太空開發(fā)署（SDA）、太空作戰(zhàn)部隊(duì)（SOF）和太空指揮部（SC）三個(gè)全新機(jī)構(gòu)，以此作為對特朗普上臺后美軍要建立太空作戰(zhàn)部隊(duì)的回應(yīng)。

（二）太空態(tài)勢感知系統(tǒng)不斷升級，空間監(jiān)視能力大幅提升

美國一直是全球太空態(tài)勢感知能力的領(lǐng)先者。從20世紀(jì)90年代開始，美國相繼實(shí)施了“空間試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)”“天基紅外系統(tǒng)”和“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”等。近年來，美國不斷升級新一代“太空籬笆”等地基監(jiān)視系統(tǒng)，并把天基太空監(jiān)視系統(tǒng)作為重要發(fā)展方向，逐步打造天地一體的太空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。據(jù)報(bào)道，美國每天可完成6萬余次的太空目標(biāo)觀測，低軌目標(biāo)分辨率可達(dá)5cm、靜止軌道目標(biāo)分辨率50cm，能跟蹤2.3萬個(gè)在軌衛(wèi)星和直徑數(shù)厘米以上的空間碎片，對幾乎所有在軌工作飛行器可謂“了如指掌”。以天基太空態(tài)勢感知系統(tǒng)為例，它主要由低軌和高軌的若干衛(wèi)星組成，如低軌系統(tǒng)中的有STARE微納衛(wèi)星星座和“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”SBSS星座，高軌系統(tǒng)中的GSSAP系統(tǒng)和GEO目標(biāo)監(jiān)視納衛(wèi)星星座等。SBSS系統(tǒng)擁有較強(qiáng)的軌道觀測能力，重復(fù)觀測周期短，并可全天候觀測，可大幅度提高美國深空物體的探測能力。而GSSAP衛(wèi)星則部署在GEO軌道之上和之下的漂移軌道中，具備較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)變軌能力，能夠在地球同步軌道帶內(nèi)機(jī)動(dòng)飛行，按需抵近地球同步軌道目標(biāo)實(shí)施抵近偵察，以最佳視角獲取目標(biāo)圖像。GSSAP目前已發(fā)射了4顆，預(yù)計(jì)2020年前后GSSAP項(xiàng)目將再發(fā)射2顆衛(wèi)星入軌。據(jù)報(bào)道，SBSS系統(tǒng)使美國對地球靜止軌道衛(wèi)星的跟蹤能力提高了50%，同時(shí)使美國太空目標(biāo)編目信息的更新周期由現(xiàn)在的5天左右縮短到2天；GSSAP衛(wèi)星曾多次秘密靠近俄羅斯和中國的軍用和民用航天器，并對其進(jìn)行檢查。

（三）與多國簽署SSA數(shù)據(jù)共享協(xié)議，合作聯(lián)盟不斷拓展

為應(yīng)對對抗性日益增強(qiáng)的新太空環(huán)境，美國與合作伙伴簽署太空態(tài)勢感知數(shù)據(jù)共享協(xié)議，不斷拓展太空態(tài)勢感知合作聯(lián)盟。自2012年美加開展太空態(tài)勢感知信息共享以來，美國戰(zhàn)略司令部已與英、法、德等主要?dú)W洲強(qiáng)國、澳大利亞、日本等亞太盟友、兩個(gè)政府間組織（歐洲航天局和歐洲氣象衛(wèi)星開發(fā)組織）以及77多家商業(yè)衛(wèi)星所有者、運(yùn)營商和發(fā)射商，簽署了近90份SSA數(shù)據(jù)共享協(xié)議。2019年4月10日，在第35屆太空研討會上美國和波蘭航天局代表簽署了太空態(tài)勢感知服務(wù)和數(shù)據(jù)共享協(xié)議，以支持美國和波蘭在太空疆域的態(tài)勢感知合作。該協(xié)議指出在波蘭建立一個(gè)SSA運(yùn)行中心，這將有助于提高波蘭和盟軍衛(wèi)星在太空中的安全性。

（四）舉辦太空態(tài)勢感知演習(xí)與創(chuàng)新活動(dòng)，軍事作戰(zhàn)能力提升

近年來，美軍頻繁舉辦太空態(tài)勢感知演習(xí)和創(chuàng)新競賽，提升實(shí)際作戰(zhàn)能力和太空軍事人員的能力。2017年9月，美國戰(zhàn)略司令部開展了第四次太空態(tài)勢感知演習(xí)，名稱為“全球哨兵2017”。與前三次太空態(tài)勢感知演習(xí)名稱“太空態(tài)勢感知桌面演習(xí)”相比，此次更名反映了聯(lián)合太空態(tài)勢感知的重要性。參演國家包括英國、日本、法國、德國、意大利、澳大利亞、加拿大等。在演習(xí)中，各參與國設(shè)立了太空作戰(zhàn)中心，用以指揮和控制本國的太空態(tài)勢感知裝備；演習(xí)還設(shè)立了一個(gè)全面集成的“聯(lián)盟太空作戰(zhàn)中心”，對盟國太空態(tài)勢感知裝備進(jìn)行一體化指揮與控制測試。2018年10月，美空軍研究實(shí)驗(yàn)室和萊特兄弟研究所共同舉辦首屆VQ-Prize競賽，旨在鼓勵(lì)各方資源與軍方客戶合作，創(chuàng)建太空態(tài)勢感知可視化工具（包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案）。據(jù)報(bào)道，麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)可視化工具“命令、傳感和地圖信息中心”(CoSMIC)獲得了美空軍首屆VQ-Prize競賽第一名。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)用戶界面，幫助可視化軌道上的2.3萬個(gè)物體（衛(wèi)星、碎片、廢棄的火箭殘骸等），預(yù)測它們是否會相撞，以及采取何種措施以避免這種情況。

二、美國太空態(tài)勢感知發(fā)展展望

當(dāng)前，美國擁有全球最完備的太空系統(tǒng)，其已成為美軍作戰(zhàn)的基礎(chǔ)。

近年來，美國空軍提出“全球警戒、全球到達(dá)、全球作戰(zhàn)”的戰(zhàn)略思想，確定了要構(gòu)建“全球到達(dá)、全球存在、全球感知”的太空空間偵察監(jiān)視體系，以滿足空間威脅實(shí)時(shí)響應(yīng)需求，未來發(fā)展呈現(xiàn)以下幾大趨勢：

（一）積極構(gòu)建全方位、多層次的空間偵察監(jiān)視體系

美國太空態(tài)勢感知體系的總體目標(biāo)是提供發(fā)現(xiàn)、追蹤、識別和區(qū)分所有太空物體的能力，逐步實(shí)現(xiàn)對太空環(huán)境的全譜段實(shí)時(shí)監(jiān)視、偵察并提供情報(bào)。為此，美軍一方面著手升級部署在全球多地的地基空間監(jiān)視網(wǎng)，另一方面逐步加強(qiáng)空間態(tài)勢感知的全方位體系，如通過對原有陸基感知設(shè)備的延壽升級、升級新一代“太空籬笆”和研發(fā)新型空間感知設(shè)備等。未來，美國太空態(tài)勢感知系統(tǒng)對低軌空間目標(biāo)的探測、定位精度和預(yù)測準(zhǔn)確率將逐步提高。預(yù)計(jì)到2020年，美國在全球的空間感知盲區(qū)將顯著縮小，甚至具備空間廣域威脅告警與評估能力。

（二）人工智能和云計(jì)算等技術(shù)成為SSA系統(tǒng)建設(shè)新熱點(diǎn)

近期，美國將人工智能和云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于最新太空態(tài)勢感知系統(tǒng)建設(shè)中，如“軌道阿特拉斯”（Orbital Atlas）軍用版、“聯(lián)合太空作戰(zhàn)中心任務(wù)系統(tǒng)增量2”（JMS）、智能太空系統(tǒng)（iSpace）等。2019年4月，美空軍定制了“軌道阿特拉斯”太空態(tài)勢感知預(yù)測系統(tǒng)的軍用版，其主要功能包括：可應(yīng)用人工智能技術(shù)分析來自衛(wèi)星、航空無人機(jī)和其他目標(biāo)的數(shù)據(jù)；可作為一個(gè)活動(dòng)預(yù)測工具，將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用于大規(guī)模的太空觀測和其他太空數(shù)據(jù)分析（如天氣）；具有模式表征特性，可預(yù)測太空活動(dòng)、太空物體碰撞以及碎片軌跡運(yùn)行等?！奥?lián)合太空作戰(zhàn)中心任務(wù)系統(tǒng)增量2”（JMS）能幫助可視化軌道上的2.3萬個(gè)物體（衛(wèi)星、碎片、廢棄的火箭殘骸等），預(yù)測它們是否會相撞，以及采取何種措施以避免這種情況，同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)各類傳感數(shù)據(jù)的有效整合，還能為空間態(tài)勢感知和空間作戰(zhàn)部隊(duì)的指揮控制提供數(shù)據(jù)可視化的實(shí)時(shí)態(tài)勢信息。智能太空系統(tǒng)（iSpace）則利用先進(jìn)的分析和融合能力主動(dòng)管理各類太空事件，如碰撞、機(jī)動(dòng)、解體、發(fā)射和共同軌道威脅，它提供的態(tài)勢感知、智能指控能力將為“多域戰(zhàn)”提供有力支撐。2019年美國空軍航天司令部又開始制定太空數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，意在共享數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)采取行動(dòng)，從太空推進(jìn)作戰(zhàn)，有助于提高太空領(lǐng)域感知能力，服務(wù)聯(lián)合作戰(zhàn)。

（三）SSA商業(yè)化服務(wù)和空間交通規(guī)范化管理成為新動(dòng)向

當(dāng)前，美國軍方充分認(rèn)識到了SSA商業(yè)化服務(wù)的巨大應(yīng)用潛力，美軍聯(lián)合太空行動(dòng)中心CSpOC管理的“空間監(jiān)視網(wǎng)”擁有目前世界上最強(qiáng)大的空間監(jiān)視能力，向世界各國政府和商業(yè)實(shí)體提供關(guān)于這些目標(biāo)的空間跟蹤數(shù)據(jù)。目前，美國在SSA領(lǐng)域的幾個(gè)知名商業(yè)公司包括分析圖形有限公司AGI公司、LeoLabs公司、ExoAnalyticSolutions公司等，他們主要提供衛(wèi)星跟蹤、發(fā)射監(jiān)測、高分辨率的空間觀測數(shù)據(jù)和服務(wù)、聯(lián)合分析、無線電頻譜管理和聯(lián)合警報(bào)服務(wù)等。AGI公司早在2010年就和空間數(shù)據(jù)協(xié)會SDA簽訂了合作，為Inmarsat、Intelsat、Eutelsat和 SES 等知名商業(yè)衛(wèi)星公司提供有關(guān)SSA服務(wù)，并于2014年建立世界上第一個(gè)商業(yè)運(yùn)營中心ComSpOC。2018年6月，特朗普總統(tǒng)簽署了《空間政策指令3》，指示商務(wù)部接管為民用和商業(yè)用戶提供基本SSA數(shù)據(jù)和空間交通管理(STM)服務(wù)的責(zé)任，太空態(tài)勢感知的商業(yè)市場時(shí)代已經(jīng)慢慢到來。美國商務(wù)部于4月11日發(fā)布信息征詢書，尋求改善太空安全和交通管理的最佳行業(yè)做法和標(biāo)準(zhǔn)。

（四）塑造軍民融合和國際商業(yè)合作發(fā)展新格局

在太空態(tài)勢感知系統(tǒng)建設(shè)過程中，美國通過各部門技術(shù)手段的有機(jī)整合，形成了以國防部和國家情報(bào)總監(jiān)辦公室為領(lǐng)導(dǎo)、美國軍方與情報(bào)界為主要建設(shè)力量、其他組織、機(jī)構(gòu)為補(bǔ)充的軍民融合式建設(shè)格局。同時(shí)，美國還提出要與各領(lǐng)域密切合作，利用本土工業(yè)和盟友提供的不對稱優(yōu)勢，共同最大限度發(fā)展并保護(hù)太空。通過加強(qiáng)國際商業(yè)合作，捆綁利益，希望能更好地感知太空活動(dòng)，確保其太空資產(chǎn)安全性，從而為聯(lián)合作戰(zhàn)提供有效、可靠的支撐。

三、啟示與建議

美國不斷加快推進(jìn)太空態(tài)勢感知能力體系建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)對太空環(huán)境的全譜段實(shí)時(shí)監(jiān)視、偵察并提供情報(bào)，為提升國家安全和太空軍事作戰(zhàn)能力提供了重要支撐。為此，對我國太空態(tài)勢感知能力建設(shè)提出如下幾點(diǎn)建議：

一是加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略布局，提升態(tài)勢感知和太空軍事作戰(zhàn)能力。圍繞我國航天強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略，積極發(fā)展可重復(fù)使用運(yùn)載火箭、導(dǎo)航衛(wèi)星、光學(xué)成像、軍事通信衛(wèi)星等太空態(tài)勢感知能力關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)雷達(dá)、光電望遠(yuǎn)鏡和無線電偵測系統(tǒng)等系統(tǒng)發(fā)展，逐步提升太空態(tài)勢感知系統(tǒng)的目標(biāo)識別能力和空間對抗能力，為提升我國態(tài)勢感知能力提供支撐。

二是加快推進(jìn)天地一體化感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，發(fā)展全維空間態(tài)勢感知能力。借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，將天基態(tài)勢感知系統(tǒng)建設(shè)作為空間目標(biāo)態(tài)勢感知的優(yōu)先發(fā)展方向。重點(diǎn)發(fā)展基于微小衛(wèi)星平臺的新一代天基裝備，通過衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高軌、低軌衛(wèi)星的功能互補(bǔ)和交互發(fā)展，提高衛(wèi)星平臺的柔性化，增強(qiáng)衛(wèi)星的防護(hù)能力，構(gòu)建天地一體化抗干擾通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，逐步形成全天候、全覆蓋的態(tài)勢感知能力體系。

三是制定太空大數(shù)據(jù)及人工智能戰(zhàn)略，推動(dòng)新一代信息技術(shù)應(yīng)用于太空態(tài)勢感知領(lǐng)域。加快發(fā)展態(tài)勢感知領(lǐng)域大數(shù)據(jù)處理和融合技術(shù)、空間大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，并牢牢掌握“數(shù)據(jù)主權(quán)”，以確保國家安全。

四是要加強(qiáng)太空領(lǐng)域的軍民融合，拓展應(yīng)用范圍。比如，應(yīng)用于太空領(lǐng)域的對地觀測、圖像、導(dǎo)航等不同類型應(yīng)用衛(wèi)星和光電傳感器，可支持軍事作戰(zhàn)，也能應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)和社會其它領(lǐng)域；一些城市發(fā)的商業(yè)衛(wèi)星的影像圖片既可以民用，也可以在軍事上應(yīng)用。通過軍民融合，有效提升太空態(tài)勢感知商業(yè)化服務(wù)能力。