美国新型空间装备概况
2016-12-12 10:13:02 作者:程柏华 张天昊 来源:中国思想政治工作网

当今,美军在太空装备发展方面,呈现出“太空装备发展与经济效益相结合”的新特点。具体体现在美军对于可回收式太空武器装备例如X-37B等的持续研发,同时,根据美军 “寓军于民”的装备发展特点,民用太空科技在当今美国的兴起,在未来也极有可能同时推进美军太空武器的科研创新,因而对于近期热门军用民用太空科技进行较为详实的了解,有助于我们对于美军乃至整个美国太空军事能力发展有一个较为系统的了解,具体陈述主要如下:

(一)军事科技:走在前沿

在军事科技即美军直接进行投资的军事科研项目中,有如下几项产品与技术十分引人注目:可以重复往返太空的太空梭——X37B; 美军仍在持续推进研发的新型军事卫星项目;以及可以迅速摧毁敌方卫星的反卫星导弹。

1、美军新宠——X37B

首先,让我们聚焦于前些日子抢尽各大报业头版风头的美国太空梭——X37B,2010年4月23日7点52分(美国东部时间4月22日19点52分),美国研制的人类首架太空战斗机X-37B从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地SLC-41发射台成功发射升空,“阿特拉斯5号”火箭执行了此次发射任务。这架X-37B无人驾驶太空飞机在当地时间2010年12月3日凌晨1点16分降落在美国加州范登堡空军基地。这次X-37B安全着陆是太空飞机首次自主重返大气层,创下了新的纪录。其后,美国又分别在2011年,2012年进行了多次重复实验,取得了极大的进步,其中,2012年发射升空的改进型X-37B更是打破了往返式航天载具在太空的最长时间——671天的空天绝密飞行,展现了美军在空天领域极大的技术优势,而后,2015年,美军又再次进行了其的性能测试,但与众不同的是,这些测试均对外进行披露许多实验细节,这种方式除了意在使外界逐渐了解了其装备架构之外,还在于针对潜在对手进行技术恫吓,提升自身国际形象。

那这架航空器相对于其他的航天器械,又究竟有什么特别指出呢?

事实上,其关键之处不仅在于能在太空进行长时间的续航,而在于如下三个方面:速度,可往返以及任务多样化。

速度方面,通过美军多年的研发与测试,其装备的火箭推进器所产生的推力可使其在大气层中以25倍音速进行飞行,现今最快的导弹——箭式导弹也仅能达到9倍音速,因而其超高速飞行能够规避全球现今所有类型的飞行器,甚至连大部分国家的军用雷达都无法有效对其进行跟踪,因此,其可以利用速度优势迅速突破他国防空网,进入他国领空实施各类军事任务,其与美军近来研究的高超声速导弹项目一起,将成为美军未来“一小时打遍全球”战略实施的鉴定支撑。

可往返性能方面,其可通过宇航飞机或火箭发射升空,在太空遂行军事任务后,通过对于外形的流线化设计以及对于表面材料的严格加工,可以自行返回大气层中并着陆。这对于其发展可以说是迈出了关键性一步。通过可往返这一特性,一方面将大大降低美军太空载具的运行成本,另一方面,也将对于其未来在此基础之上研究太空战斗机等空天项目拥有巨大的借鉴意义。同时,其独步天下的往返技术,势必会引起世界范围内的轰动,在某种程度上也更有利于美国维持其全球霸主声望与地位。

更令人啧啧称奇的是美军对于其未来功效的明确规划,在设计与建造X-37B时,美军为其保留了一个大约九吨重的载物仓,这保证其可以执行轨道轰炸,近轨道运输,监视侦察,攻击卫星等任务并在不同条件下运载不同物资进入太空,同时,这既为将来美军对于其的改装留下伏笔,同时也可以很好的满足美军遂行多样化军事任务的军事发展宗旨,美国还有专家建议用其替代航天飞机为空间站运送补给,如若得以实现,这也将为美军的国际太空形象增光添彩,为其未来进一步进行太空势力发展提供道德制高点。

在发展X-37B这类新型空天载具的同时,美军也仍未忘记对于传统太空装备的更新与运用,空间态势感知(SSA)。美军主要研发以卫星为代表的态势感知装备。美军基于监视,侦察与定位的目的,曾在上世纪开发了“锁眼”(KH)系列,这种卫星可以称得上美军最早的侦察卫星,其优点包括可以迅速进行轨道机动,具有普查与详查两种功能,遥感设备先进,续航寿命长等。

经过实战的检验,美军根据实际需要,进一步开发了更为先进的“长曲棍球”雷达成像侦察卫星,这种卫星拥有较大的雷达天线和发射机,可以进行全天候作业,甚至可以探测云层下方的目标体信息,受天气影响小,美军在科索沃战争中,就用此卫星侦察出了南联盟伪装的武器装备。

随着电子技术的发展,美军在卫星电子系统方面技术日趋成熟,相继开发了分辨率更高的“折叠椅”,“大酒瓶”电子侦察卫星。相关的还有美国国防高级研究计划局主导的“空间监视望远镜”(SST)项目。

作为对于地面地位导航的佼佼者,GPS不仅是世界许多国家人民出行必备的定位系统,同时其也承担了是美军的主要定位服务,其也被称为空间力量的最成功应用,GPS是全天候,实时性的全球导航系统,定位精度可达10米,测速精度小于0.1米每秒,授时精度可达100纳秒。美军通过GPS进行全球定位,锁定打击目标,为巡航导弹提精确方位。GPS在近些年来的战争中均有不俗表现。而近期,美军针对其易受干扰的薄弱问题开始开发新一代制导卫星系统,同时对于原有系统进行重新编码,力图尽力减少其受到外源干扰,保证其在美军运用中的可靠度,保证美军信息化优势。

美国出于太空防御的需要,曾开发了天基红外预警系统(SBIRS),用来进行弹道导弹防御,就目前太空军事力量来说,美军占有绝对优势。但是其他大国目前已具备反卫星武器,如中国,俄罗斯,足以与美国进行一场非对称战争,美军通过该系统可以识别和跟踪敌方弹道导弹,传送数据给导弹拦截弹,保护太空设施。美军正加快建立太空反导体系,与地面反导系统相结合,实现全空间导弹防御。

为了满足信息化作战对指挥控制,火力打击的要求,美军已研究和建立了各种用途的通信卫星,例如“军事星”系统,该系统集战略通信,战术通信与数据中继等功能于一身,具有很强的战场的生存能力。目前,美军约有千套MILSTAR用户终端投入使用,主要AJ终端类型有:车载式SMART-T、单信道便携式SCAMP、指挥所用AN/FRC-181、机载/舰载终端等。未来,随着美军信息化程度的不断加深,此类装备必将成为美军体系构建中不可缺少的组成部分。

2、反卫星武器——致盲之矛

美军在不断发展自身太空优势的同时,也在努力发展可以削弱他国太空能力的相关装备,其中较为著名的便是反卫星武器。

冷战时期,美苏两极争霸,为获得对美空间优势有效打击能力,苏联进行了大量反卫星装置研究,并在此领域取得了许多突破性进展,为了打破苏军在反卫星领域的垄断,美军奋起直追,1984年夏天,美国陆军从太平洋贾林岛试验场发射了一枚截击导弹,成功地摧毁了从范登堡空军基地发射的一枚“民兵”式洲际导弹。这一次试验表明,美国已经具有在外层空间击毁目标物的攻击能力。

其后,美军又不断提升自身反导武器技术水平,1996年美国开始另一种新型反卫星武器的试验。这种反卫星导弹从地面发射, 当导弹与卫星遭遇时, 以一张巨大的聚酯板拍打卫星, 使卫星内部的仪器失灵, 而卫星仍保持完整的外形,从而可以减少空间碎片。

根据美军不同任务的实际需要以及技术的不断进步,美军的反卫星武器又在不断完善过程中分化为如下几种类型:路基动能反卫星武器,微小卫星反卫星武器,电子干扰反卫星武器,激光反卫星武器,卫星捕获武器,高功率微波反卫星武器。

①路基动能反卫星武器

顾名思义,既是以路地基站为基础,进行反卫星作战的武器系统间对抗的重要武器装备。 该系统由导弹和武器控制系统组成,  其中导弹系统由助推器、杀伤飞行器、外罩和发射支持系统组成;武器控制系统由火力控制中心和任务控制单元组成。该项目始于1980年, 由陆军空间与导弹防御司令部负责。2004年陆基 KE-ASAT 项目

成为美国陆军正在建设的反外空应用技术(ACT)实验台计划的一部分,而负责单位转为美国航空与导弹研究、开发和工程中心。该项目曾与波音公司和Miltec公司合作进行。

②微小卫星反卫星武器

即是利用微小卫星进行反制卫星的武器系统,其与前苏联在冷战时期研制的自杀式反卫星系统有异曲同工之处。美国的自动交会技术验证 (DART)、试验卫星系列(XSS) 、近地红外试验 ( NFIRE )和微卫星技术试验 (MixTEx ) 等卫星都有着强烈的军事背景。美国接二连三地试验具有反卫星能力的微小卫星,充分表明了美国在该领域强大的技术实力和今后的发展方向。

③电子干扰反卫星系统

即是通过电磁技术对于敌卫星采取信号扰乱,使其暂时或永久失去基本功能, 2004年 10月 29日,  美国太空司令部向路透社披露,在9月底,美国空军已在位于科罗拉多州斯普林斯市的彼得森空军基地,将名为反通信系统的新型太空武器系统投入实战部署。该陆基卫星干扰系统利用电磁能的无线电频率,在不烧毁敌人卫星通信系统部件的情况下,对敌方的卫星传输进行临时或可逆式的破坏。这标志着美国朝掌握太空控制权的方向迈出了重要一步。美军通过对敌卫星干扰,可在短时间内使其基本功能丧失,保证美军在特定条件下任务的正常执行,同时,也并未直接损坏敌方通讯卫星,有利于减少其外交压力,同时也彰显了美军的太空作战威慑力。

④激光反卫星武器

按照其载体不同,其内部又分为:路基激光反卫星武器,海基激光反卫星武器,天际激光反卫星武器。

2007年 2月, 在美国空军向国会递交的预算报告中,一项名为星火的计划得以公开。

在报告当中,提及到美军正在研制一种威力巨大的陆基激光武器,它采用集束光束来摧毁在轨运行的敌方卫星和弹道导弹。星火计划的总目标是获取制造高能激光武器的独特技术,并使用传感器、计算机及活动反射镜来抵消大气层的干扰。而美国也已在新墨西哥州星火靶场进行过相关武器的实验。

机载激光武器 (ABL) 搭载于改装的波音 747和KC-135运输机改装的激光飞机上,由强力激光和激光瞄准仪组成,主要用于攻击并摧毁在助推段刚飞出大气层的弹道导弹和低轨道卫星等战略目标。自2000年1月以来,美军已进行多次空基激光武器的实验,取得了不小的进展。

美军还计划进近空间轨道的激光武器部署,随着美军重启近太空轨道飞艇项目,该计划很有可能配套实施。

⑤导弹防御系统

美军导弹防御系统,其职能虽主要为预防敌方导弹袭击,但在美国大力发展空天能力的战略下,其也同时具有一定的反导能力,其中最具代表性的便是美国“宙斯盾”舰载导弹防御系统,其安装了轻型外大气层射弹战斗部,可到达 400km ~500km的高度,因此可用作反卫星武器来攻击这一高度范围的卫星。由于拦截器可以机动,该系统实际上具有对该高度范围内卫星的全球覆盖攻击能力。

⑥卫星捕获武器

美军在2007年曾提出发展捕获敌方空间卫星的作战策略,并代号为“轨道快车”,同年,美国发射了“双胞胎卫星”进行相对应的捕获实验,尽管其实验全程保密,但美国媒体表示,捕获实验如若成功,将使美军可以在外太空任意捕获他国卫星,这将对于美国空间战略部署有极大的裨益。

⑦高功率微波反卫星武器

该项武器系统旨在通过微波破坏敌方电子系统,故其主要作战对象为电子侦察卫星与通讯卫星,由于该项技术仍处于高度保密状态,具体进展仍不得而知。

尽管自2008年以来,美国经济陷入了几近十年的萧条状态,然而,在可预见的未来,遭受经济危机的美国在空间武器上的投入仍将保持稳定增长,确保美军在外太空的“霸权”,进一步实现“太空警察”梦。

(作者单位系国防科技大学8院)

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