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太空战如何感知“匆匆过客”

2017年06月14日 15:33:47 来源: 北京日报

    新闻背景

    前不久,美国成功进行了首次洲际弹道导弹拦截测试,所使用的拦截导弹在外层空间通过直接撞击方式,摧毁了模拟“来袭”的洲际弹道导弹。

    其实,要想成功实现导弹拦截——如同高速状态下“子弹打子弹”,知道来袭之敌究竟身处何处才是反击的关键。从某种意义上讲,除正常工作的卫星和近地空间的各类行星、彗星以及空间碎片外,经过太空的弹道导弹这一“匆匆过客”,同样是空间态势感知的重要目标。美军目前就加紧改进导弹预警系统,以积极实现导弹预警与空间态势感知的“强强联合”。

    从窥视太空到感知空间

    自1957年前苏联发射第一颗人造地球卫星开始,太空这个曾经的“不毛之地”,逐渐成为战略博弈的军事新高地。尤其是在空间资产上“家大业大”的美国,对确保自身空间安全提出了极高要求。目前,以美国为首的各军事大国严重依赖空间能力,太空实力甚至已成为当前及未来作战的重要基础。

    所谓空间态势感知,就是对所有发生在空间的事件、威胁、活动以及各类空间系统当前状态的了解与感知,进而可以使指挥决策和操作人员能够获取并维持在激烈太空博弈中的空间优势。从广义上讲,包括暂时飞过太空的弹道导弹、高低轨工作的卫星、废弃卫星和空间碎片、近地空间的各类行星等都是空间态势感知的对象。

    在感知空间之前,人们对于空间态势的了解还只停留在“窥视”阶段。美军的空间态势感知以1956年“贝克·纳恩”光学卫星追踪照相机为起点,开启了美军对空间目标的监视。经过几十年的发展,已经建成一个以地面雷达为主、配合少量天基设施的空间监视网。针对现有地面系统的覆盖盲区和观测误差等不足,尽快破解“坐地观天”的空间监视模式。美国从上个世纪九十年代开始,实施了包括“中段空间试验卫星”(MSX)“空间试验卫星系统”(XSS)在内的多项空间目标监视卫星项目以及“近场自主评估防御钠星”(ANGELS)等微小卫星项目。其中,“中段空间试验卫星”项目本就是通过对导弹中段的发现和跟踪实现预警,为提升空间态势感知能力立下了“汗马功劳”。此外,美国空军研制的“天基红外系统”(SBIRS)和“空间跟踪与监视系统”(STSS),尽管都是为实现导弹防御而生,但同样具有很强的天基空间监视能力。

    在此基础上,在太空拥有巨额战争“筹码”的美国深感空间安全形势的“波谲云诡”,进一步提出了空间态势感知系统,并将其作为保障空间安全、保持空间军事优势的重要基石。早在2001年,美国就启动了空间态势感知倡议计划,并于2002年成立空间态势感知综合办公室,从国家层面研究空间态势感知的具体需求,建设和评估空间态势感知体系及具体能力。此后,美国空军加速整合空间态势感知网络,并于2007年启动了一体化空间态势感知计划,旨在通过构建面向空间对抗作战的空间态势感知体系,集成包括火箭发射探测跟踪、航天器监视跟踪以及空间环境监测等任务集群,形成面向空间对抗作战的全谱、近实时空间态势感知能力。2014年,美国空军进一步推进“联合太空运行中心任务系统”,实现了对空间态势感知的进一步集成,最终为现代化的空间态势感知提供了强劲的作战能力。

    织起网罗太空的感知网

    近年来,美国为支持空间态势感知系统的研制部署,明显增加了在该领域的投入。美国国防部公开发布的2016财年预算文件中指出,2016年至2020年美国国防部的空间态势感知领域预算约18亿美元。这些资金将重点发展具有全天时、全天候探测优势的天基系统,进一步提升美军的全维空间态势感知能力。

    美国作为空间态势感知领域的“领头羊”,目前已经具备对进入空间内的多种空间活动的态势感知能力,其低轨目标分辨率可达5厘米、静止轨道目标分辨率为50厘米,能跟踪所有在轨卫星和直径数厘米以上的空间碎片共计2.3万个,对所有在轨工作空间飞行器可谓“了如指掌”。

    当然,要想织起这么一个“心思缜密”的空间态势感知网,可不是一日之功。美国现有的空间监视作战体系是冷战时期的遗留产物,主要用于满足国家战略层面的信息需求。基于空间态势感知的重要性和复杂性,美军在空间态势感知建设上,逐步形成了以国防部和国家情报总监办公室为领导,美国军方与情报界为主要建设力量,其他民事、商业、国外机构为补充的军民融合式建设格局。尤其是通过美国空军主管的空间监视网与导弹防御局、情报部门用于空间监视的多种探测器有机整合,以及以美国国务院负责涉及空间态势感知的国际事务、美国能源部利用传感器提供空间态势感知的空间气象数据等部门的积极参与,将空间态势感知能力建设推上了高速发展的“快车道”。

    目前,美军的空间态势感知系统主要由地基和天基探测设备组成,重点完善了由陆、海、空、天各类传感器组成的服务于空间态势感知的全方位体系。美军编织网罗太空的态势感知网,主要通过对原有陆基感知设备的延寿升级、研发新型空间感知设备和“联合空间作战中心任务系统”(JMS)三部分组成。其中,美国空军精心构筑的“太空篱笆”项目是新型陆基相控阵雷达系统,将主要用于取代日益老化的空间监视系统,通过提升工作频率来扩大探测覆盖范围,以实现对更小轨道目标的追踪与感知。为有效应对空间感知的海量数据处理,美军研发的“联合空间作战中心任务系统”,能实现各类传感数据的有效整合,同时还能为空间态势感知和空间作战部队的指挥控制提供数据可视化的实时态势信息。

    实现“星球大战”般实力

    随着美国在太空感知领域能力的不断提升,预计到2020年,美国在全球的空间感知盲区将显著缩小,并将大幅提升对深空微小目标的探测、跟踪与识别能力,甚至具备空间广域威胁告警与评估能力。未来,美国的空间监视系统对低轨空间目标的探测和定位精度,将分别提高到1厘米和10米,空间碰撞预测的准确率将提高到99%。

    当然,在空间态势感知领域,俄罗斯等太空军事强国也不甘落后。俄罗斯目前主要沿用部署于前苏联时期的太空监视系统,主要伴随着弹道导弹预警系统的建设发展而来,已经具备近地轨道10厘米以上空间目标感知能力,未来将重点增强微小目标探测和空间目标特性分析实力,以便从复杂空间背景中识别判定卫星与导弹,为空间攻防提供有力支撑。同时,英国、法国等欧洲国家都拥有各自分立的空间目标监视系统,但由于缺乏整体规划尚未联网运行,空间覆盖范围上存在较大缺口,主要还是依赖美国的空间监视网获取相关信息。随着未来空间态势感知能力的进一步提高,实现“星球大战”般太空军事感知实力已不是痴人说梦。

    尽管如此,空间所包含的范围庞大、目标繁多,人类在浩渺的宇宙空间中依旧渺小。目前已知的空间内存在物体数量可达50多万个,而实力最强的美军也仅能对其中的两万多个空间目标进行跟踪和编目。未来,加强空间态势感知的国际合作将成为发展的主流。美国目前已经利用各国对空间安全问题的关切,积极推行空间态势感知外交,通过集成多国空间监视资源提升自身空间态势感知能力。美国军方已同英、韩、法、加、意、日、澳以及欧洲航天局、欧洲气象卫星应用组织等国家和组织签署空间态势感知数据共享协议,将进一步提升人类对离我们最近的未知空间的认知水平。

    目前,美国国防部高级研究计划局正在实施“轨道展望”计划,旨在通过来自政府、军方、商业组织和研究单位空间目标监视设施的数据整合,实现空间监视数据的全面、高效利用,并最终生成准确实时的空间态势视图。通过提升空间态势感知能力,一方面可以保障航天器飞行安全并判断故障,同时也将为空间对抗等太空军事活动提供支持。未来,一场发生在太空针对敌方太空目标精确打击、对己方太空目标有效防护的“太空之战”,极有可能依托空间态势感知爆发。(叶舟)

【纠错】 [责任编辑: 蔡琳琳 ]
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