衛(wèi)星與反衛(wèi)星

鐘建業(yè) 劉峭麗

自1957年前蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星以來，世界各國已向地球上空不同的軌道發(fā)射了大量的人造衛(wèi)星，在離地球不到1000公里的低軌道就運行著大量機密的成像衛(wèi)星和一些民用衛(wèi)星星座。許多衛(wèi)星無論在和平時期還是戰(zhàn)爭時期都起到了至關重要的作用，而且它們的功能與越來越復雜的相關網(wǎng)絡結合在一起。

從海灣戰(zhàn)爭、“沙漠之狐”和科索沃之戰(zhàn)可以看出，美軍十分重視高度一體化的聯(lián)合作戰(zhàn)，而空間系統(tǒng)則在其中起著舉足輕重的作用。

衛(wèi)星與現(xiàn)代戰(zhàn)爭

1991年的海灣戰(zhàn)爭表面看來是一場高技術硬武器的攻擊戰(zhàn)，實際上也是一場人們看不到的電子軟殺傷。高技術武器離不開用電子技術來引導和控制，離不開對電磁信號的探測、截獲、識別和定位，離不開C3I系統(tǒng)密切協(xié)同，整個戰(zhàn)場空間充滿了電磁波的戰(zhàn)斗。

衛(wèi)星在海灣戰(zhàn)爭中的應用主要表現(xiàn)在偵察手段與技術上，通過空間、空中和地面的偵察、干擾和摧毀工作相配合，使伊軍雷達迷盲、通信中斷、指揮失靈、武器失控；同時，嚴密進行反偵察、反干擾和反摧毀，以保證自己的雷達看得準、看得遠，通信聯(lián)絡迅速、準確、保密而不間斷，飛機、導彈等控制自如。為建立全方位、全高度、全縱深、全頻段的探測偵察網(wǎng)，僅在太空，美國就部署了32顆軍用衛(wèi)星，同時還租用了少數(shù)民用衛(wèi)星。

1.照相偵察衛(wèi)星：如“鎖眼”11數(shù)字圖像傳輸型衛(wèi)星，曾獲取了伊軍向科威特推進的照片，使科威特政府和埃米爾家族得以及時撤退。美國還利用照相偵察衛(wèi)星攝制了許多新的作戰(zhàn)地圖，并淘汰了不精確的老地圖。

2.電子情報偵察衛(wèi)星：2顆“大酒瓶”衛(wèi)星，也叫“電子竊聽衛(wèi)星”或“電磁波探測衛(wèi)星”，用于偵聽伊軍雷達、導航、電子設施的信號，并測定干擾美國預警機的伊軍跟蹤飛機的位置。

3.通信對抗情報偵察衛(wèi)星：1顆“旋渦”衛(wèi)星，專門探測伊軍在伊、科間的無線電通信，加上轉發(fā)器還可以竊聽有線電話。

4.海洋監(jiān)視衛(wèi)星：16顆“白云”衛(wèi)星，實施全天候的海上偵察。

5.雷達成像偵察衛(wèi)星：1顆“長曲棍球”全天候、全天時成像衛(wèi)星，可發(fā)現(xiàn)沙漠掩體下的軍事目標和樹林中的機動導彈，分辨率達1米。

6.導彈預警衛(wèi)星：5顆“國防保障計劃”預警衛(wèi)星，每隔12秒對伊、科領土掃描1次，能在伊軍的“飛毛腿”導彈發(fā)射后30秒內發(fā)出預警信號，測出的導彈發(fā)射點誤差只有5公里左右。

7.氣象探測衛(wèi)星：數(shù)據(jù)加密，為陸、海、空軍提供氣象預報。

8.衛(wèi)星定位系統(tǒng)：可協(xié)調艦艇發(fā)射巡航導彈，幫助引導機動部隊，確定目標火炮及地雷場位置，將飛機引導向目標區(qū)等。

9.通信衛(wèi)星系統(tǒng)：為美軍中東司令部與白宮、國防部五角大樓、地面部隊、艦船和飛機之間進行通信聯(lián)系。

衛(wèi)星技術的大量應用，對海灣戰(zhàn)爭的進程和結局產(chǎn)生了重大的影響。

1.由于美軍占有了空間優(yōu)勢，擁有了絕對的制天權，為奪取制空權、制海權、制電磁權奠定了基礎。

2.空間電磁斗爭的軟殺傷代替和補充了常規(guī)武器的硬殺傷，使綜合戰(zhàn)斗力倍增。

3.由于美軍的偵察、干擾和電子壓制力量強，加快了戰(zhàn)爭的進程，只用42天就結束了戰(zhàn)爭。

1998年12月，美、英聯(lián)合部隊對伊拉克實施了代號為“沙漠之狐”的軍事行動。負責這次打擊行動的美國中央司令部與海灣戰(zhàn)場相隔8個時區(qū)、1.4萬多公里，先進的設備將戰(zhàn)場的各種信息及時由戰(zhàn)區(qū)送到指揮中心，指揮人員可以密切注視戰(zhàn)區(qū)行動并實施指揮決策。在這次行動中，美國出動RC－135、U－2偵察機和偵察衛(wèi)星，提供了大量清晰的目標毀傷圖片，有力支持了目標毀傷效果的評估。與海灣戰(zhàn)爭相比，軍事航天系統(tǒng)有了更大的發(fā)展。尤其引人注意的是，美國建立了由5顆低軌道衛(wèi)星和3顆小衛(wèi)星組成的戰(zhàn)區(qū)監(jiān)測網(wǎng)，對伊拉克實施監(jiān)控。美國人認為：他們有能力在伊拉克上空撐開一把“信息傘”，能夠“看到”薩達姆所作的一切，并可以轟炸一些特定目標。美國還部署了聯(lián)合戰(zhàn)術地面站、戰(zhàn)術數(shù)據(jù)報告系統(tǒng)、新型的全球廣播系統(tǒng)等，在伊拉克戰(zhàn)區(qū)構成了具有互通特性的戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力。這也是美軍倡導軍事革命以來，信息優(yōu)勢作戰(zhàn)概念的初步驗證，充分說明美軍更加依賴空間力量，未來作戰(zhàn)將在陸、海、空、天四維空間展開的發(fā)展趨勢。

目前，美國正計劃在空間部署一個衛(wèi)星監(jiān)視網(wǎng)，使戰(zhàn)爭信息做到10～15分鐘更換一次。在科索沃戰(zhàn)場，北約進行了組網(wǎng)預演。它調用了大量的軍用和民用衛(wèi)星，對南斯拉夫進行全天候監(jiān)視，把戰(zhàn)場的信息更換時間從海灣戰(zhàn)爭的每周一次發(fā)展到每天幾次，再加上空中的偵察機、預警機，形成全球信息感知系統(tǒng)和全球指揮控制系統(tǒng)，形成了戰(zhàn)場的信息化和網(wǎng)絡化。“兩化”又支撐了北約部隊的行動一體化。

在科索沃戰(zhàn)爭中，美國仍然象“沙漠風暴”、“沙漠之狐”一樣動用了海軍、空軍和各種衛(wèi)星及地面設施，又一次演練了從不同地點、不同空間出兵，在同一時間到達，同一時間實施打擊的所謂“全球到達、全球打擊”的戰(zhàn)法，其全方位、多層次、諸兵種協(xié)同作戰(zhàn)的能力再次得到了實戰(zhàn)的考驗。從資料獲悉，北約發(fā)動空襲的導彈、戰(zhàn)機來自不同地方，如?；埠綄梺碜缘刂泻?、亞得里亞海上的戰(zhàn)艦，B－52轟炸機從英國起飛，F(xiàn)－117戰(zhàn)斗機來自意大利，B－2隱身轟炸機則從美國本土遠途跋涉，它們對南聯(lián)盟的空襲時間幾乎都很協(xié)調，形成了比較集中的一輪又一輪的轟炸。

以美國為首的北約在空襲中，動用了幾個國家的50多顆軍、民用衛(wèi)星，種類約有15～20種，是軍事作戰(zhàn)中使用航天系統(tǒng)最廣泛的一次。對南聯(lián)盟空襲中使用的衛(wèi)星有：

成像偵察衛(wèi)星：

1.“長曲棍球”雷達成像衛(wèi)星兩顆，用于進行打擊前的情報偵察和空襲后的效果評估。每顆衛(wèi)星重15噸，軌道高度680公里，軌道傾角分別為68度和57度。它們每天飛越南斯拉夫/科索沃目標區(qū)域上空，并在該地區(qū)東、西部上空飛越時傾斜拍攝雷達圖像。雷達圖像的分辨率為0.3米～0.9米，能在夜間和各種氣象條件下進行基本的轟炸毀傷評估。

2.先進的KH－11數(shù)字成像衛(wèi)星3顆，其可見光和紅外圖像的分辨率更高，能用于更加準確的轟炸毀傷評估。盡管這些衛(wèi)星不能穿透植被成像，但其紅外成像設備能在天氣良好時進行夜間偵察。這3顆衛(wèi)星的軌道傾角為97度，每顆衛(wèi)星每24小時飛越南斯拉夫/科索沃目標區(qū)域上空兩次，還能在該地區(qū)東、西部上空飛行時傾斜拍攝可見光和紅外圖像。

氣象衛(wèi)星：

1.“國防氣象衛(wèi)星計劃”衛(wèi)星4顆（見題圖），屬于美國空軍，運行在805公里高極軌道上，其云圖分辨率為300米。

2.“諾阿”極軌氣象衛(wèi)星4顆，即“諾阿”－10、－12、－14、－15，屬于美國國家海洋與大氣管理局，這些衛(wèi)星能拍攝目標地區(qū)上空的云圖。

3.歐洲地球同步軌道氣象衛(wèi)星2顆，分別定位于經(jīng)度0度和西經(jīng)9度。

全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星：

該系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，對準確襲擊目標發(fā)揮了重要作用，如B－2轟炸機投擲“聯(lián)合直接攻擊彈藥”就是由該衛(wèi)星星座精確制導的。

通信衛(wèi)星：

它包括美軍的“國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)”、“特高頻后繼衛(wèi)星”、“數(shù)據(jù)中繼與信號情報衛(wèi)星”、“艦隊通信衛(wèi)星”，北約的“納托”－4型通信衛(wèi)星，英國的“天網(wǎng)”衛(wèi)星，法國“電信星”上的“錫拉庫斯”軍用通信系統(tǒng)。

從海灣戰(zhàn)爭到科索沃戰(zhàn)爭可以清晰地看出，軍事航天系統(tǒng)的作戰(zhàn)支援已成為美國實施遠距離、大縱深、立體化作戰(zhàn)與指揮的首要基礎。鑒于空間的獨特 地位和作用，以美國為首的軍事大國一直認為空間做為第4維戰(zhàn)場，必將引起未來軍事斗爭形式的根本變化。與陸地主宰、海上控制、空中優(yōu)勢是美軍軍事戰(zhàn)略的關鍵組成部分一樣，奪取空間優(yōu)勢將被放到日益突出的位置。由于今后的戰(zhàn)爭將更多地依靠空間系統(tǒng)完成全球通信、實時偵察和監(jiān)視、空中預警、氣象、武器導引等與作戰(zhàn)有關的任務，為搶占空間和控制空間而展開的空間武器攻防對抗必將成為現(xiàn)實。

從防御一方來看，積極有效地形成打擊衛(wèi)星，打擊信息鏈，阻斷信息傳輸?shù)奈淦餮b備，也將會在未來局部戰(zhàn)爭中起到獨特的作用。

反衛(wèi)星武器

早在1959年美國就有了一個有效的反衛(wèi)星系統(tǒng)。據(jù)報道，1968年前蘇聯(lián)對這種武器進行了第一次試驗。在冷戰(zhàn)期間，這兩個超級大國一直在研究各種類型的反衛(wèi)星武器。一段時間之后，出現(xiàn)了常規(guī)的反衛(wèi)星導彈、反衛(wèi)星衛(wèi)星以及定向能武器和電子干擾等反衛(wèi)星武器。常規(guī)反衛(wèi)星武器按工作方式分為直接攻擊式和共軌式。美國和俄羅斯對各種反衛(wèi)星武器的可行性進行過多次研究和試驗。而有的發(fā)展中國家也已掌握了一種以彈道導彈或科學探測火箭為基礎的直接攻擊式反衛(wèi)星武器。如果給它裝備一個精確制導系統(tǒng)或者配上一個核彈頭，那么這樣一種武器就會給低軌道衛(wèi)星造成重大威脅。限于篇幅，以下主要介紹直接攻擊式反衛(wèi)星武器。

制造和部署一個直接攻擊式反衛(wèi)星武器并非易事。一個典型的低軌道衛(wèi)星在地球上空幾百公里處以7500米/秒以上的速度沿軌道運行，為了擊中這樣一個飛逝的衛(wèi)星，攻擊者必須能夠發(fā)現(xiàn)并追蹤它，進而達到并損害或摧毀它。就目前技術而言，發(fā)現(xiàn)和跟蹤一顆衛(wèi)星已不是什么難事，通過因特網(wǎng)或其它信息源就可找到衛(wèi)星軌道參數(shù)，即使軍用衛(wèi)星的軌道參數(shù)也難以保密。至于衛(wèi)星跟蹤，甚至業(yè)余愛好者都能找出一些辦法來完成這一任務。

直接攻擊式反衛(wèi)星武器是當目標衛(wèi)星在其上空經(jīng)過時，用動能、常規(guī)彈頭、核爆炸或其它方式摧毀它。對直接攻擊式反衛(wèi)星武器的最基本的要求是能夠到達目標所在的高度。直接攻擊式反衛(wèi)星武器的運載火箭要比把一個類似的負載送入軌道的運載火箭要小、成本也低。對這樣一種運載器的一種選擇方案是彈道導彈。

簡單的直接攻擊式反衛(wèi)星武器運載器還可選用科研探空火箭，許多國家都有探空火箭計劃。例如，美國航空航天局(NASA)每年發(fā)射大約30枚探空火箭。這些火箭能把重140公斤的彈頭送到1500公里高度或把重300公斤的彈頭送到800公里高度。其它有代表性的探空火箭包括：巴西的“桑達”－4，它能把重500公斤的彈頭送到650公里高度；印度的“羅希尼”能把重100公斤的彈頭送到350公里高度。探空火箭成本低，也容易制造。NASA的許多探空火箭是由“黃銅騎士”艦空導彈和“金牛座”火箭發(fā)動機組合而成。這些發(fā)動機用的是60年代的技術。

研制直接攻擊式反衛(wèi)星武器的一個主要難題是怎樣使它離目標足夠近。為了用一個彈丸去擊毀某個衛(wèi)星，截擊導彈應到達離目標不到100米的地方。如前所述，一個典型的低軌衛(wèi)星在地球上空幾百公里處以7500米/秒以上的速度沿軌道運行，如此之高的運行速度對攔截武器的制導系統(tǒng)和殺傷飛行器顯然是一個重大的挑戰(zhàn)。

前蘇聯(lián)在他們的反衛(wèi)星武器試驗中使用雷達和光學制導系統(tǒng)，而美國ASM－135反衛(wèi)星導彈使用紅外導引頭和激光陀螺儀，這些方法都是有效的。

制造直接攻擊式反衛(wèi)星武器的另一個主要設計難題是要制造出在地球大氣層外具有機動能力的殺傷飛行器。它可以采用反作用力控制系統(tǒng)，推力矢量控制是其中一種，另一種是采用多個小型橫向火箭的控制法。美國許多年前在輕型反坦克導彈“德拉貢”(Dragon)上首次使用了簡單的橫向控制系統(tǒng)，它為設計師提供了一種成本低廉但卻有效的反衛(wèi)星殺傷飛行器的模型。近幾年已經(jīng)研制出了一些先進導彈，它們有很強的機動能力，如美國的地對空增程攔截器(ERINT)在彈體中部安裝了180臺小型固體火箭發(fā)動機，以增強導彈的機動性。洛馬公司的“戰(zhàn)區(qū)高空區(qū)域導彈防御系統(tǒng)”和俄羅斯的出口型薩姆－10導彈也采用這種推力控制系統(tǒng)。

發(fā)展中國家的反衛(wèi)星武器更適于采用成熟技術，如伊拉克研制失敗的“塔穆茲”(Tamouz)運載火箭。它是三級運載器，1989年做過部分試驗。其第一級由五個“飛毛腿”改型部件組成，第二級是“飛毛腿”的改型，第三級可能使用了“薩姆”－2的發(fā)動機。該火箭被用于將衛(wèi)星送入低軌道，計劃它的射程是2000公里左右，這個射程完全可以將殺傷飛行器送至足夠的高度。若用一個機動的殺傷飛行器代替第三級，它就會成為性能可靠的直接攻擊式反衛(wèi)星武器。

為彌補制導和控制系統(tǒng)的不足，可以采用殺傷面積更大的核彈頭或人造碎片型彈頭。核武器在空間產(chǎn)生的X射線，能立即擊毀數(shù)十公里之外的衛(wèi)星。如果增強衛(wèi)星的抗核能力，需要花費大量資金，而且衛(wèi)星重量的增加要受到嚴格的限制。這種反衛(wèi)星武器的主要優(yōu)點是技術含量較低，沒有多級助推器或復雜的制導系統(tǒng)，僅僅是一個經(jīng)改進的“飛毛腿”導彈和一個小型核裝置。

人造碎片群是另一種引起大面積殺傷的裝置。由于在太空里物體的移動速度非常高，即使是小物體，其動能也是非常高的。從理論上說，發(fā)射到低地球軌道的大量人造碎片，如釘子就會對許多軍用衛(wèi)星造成嚴重損害，這種方法在技術上是可行的，關鍵是要考慮碎片群的大小及其分布、末速度等。

地面發(fā)射的反衛(wèi)星武器還可按共軌方式來攔截目標。共軌式反衛(wèi)星武器經(jīng)變軌運行到目標衛(wèi)星所在軌道，然后對衛(wèi)星進行追蹤，最后用動能武器、常規(guī)炸藥或核爆炸的方式將其摧毀。一般認為，共軌方式用來對付低、中高度軌道衛(wèi)星的可能性更大。但一些擁有先進反衛(wèi)星能力的國家或許能用它來攻擊同步軌道上的衛(wèi)星。

除共軌式、直接攻擊式反衛(wèi)星武器外，還有一些可以破壞衛(wèi)星正常工作的方法，采用這些方法無需將武器送入空間，或者說無需給衛(wèi)星造成一種結構性破壞。諸如激光器和高能微波束這樣的定向能武器，能徹底摧毀衛(wèi)星或使目標衛(wèi)星失效。而電子干擾能破壞目標衛(wèi)星與地面站之間的聯(lián)系。此外，美國和前蘇聯(lián)曾經(jīng)都考慮過對發(fā)射場、控制中心和用戶地面站進行直接打擊和電子干擾。采用最新的信息戰(zhàn)法或許更容易，如將病毒引入計算機系統(tǒng)以破壞其軟件，或采用遠距離指揮系統(tǒng)來控制專用衛(wèi)星星座等。

美國加快發(fā)展激光反衛(wèi)星武器

1997年10月，美國陸軍在新墨西哥州白沙導彈靶場，用“中紅外先進化學激光器”和“海石光束定向器”，進行了世界上首次公開的激光反衛(wèi)星試驗，目標衛(wèi)星高度425公里，試驗取得部分成功。最近，美國《陸軍內情》在獲得一系列軍方內部文件的基礎上，報道了1998財年美國陸軍的激光反衛(wèi)星武器方面的進展情況，并且指出：美國對激光反衛(wèi)星武器的研制不但沒有停止，而且在技術上有了進一步提高，距離實戰(zhàn)應用又前進了一大步。

美國陸軍目前的激光反衛(wèi)星武器方案是以功率220萬瓦的氟化氘“中紅外先進化學激光器”和主鏡直徑為1.8米的“海石光束定向器”為基礎，對其技術進行改進，使這套系統(tǒng)正式具備反衛(wèi)星能力。

美國陸軍到1998財年結束時，主要工作集中在提高“海石光束定向器”對衛(wèi)星的跟蹤和瞄準能力。這種光束定向器對飛機、戰(zhàn)術導彈等戰(zhàn)術快速目標有較強的跟蹤瞄準能力。經(jīng)技術改進，它已基本具備了晝夜跟蹤衛(wèi)星的能力。

跟蹤試驗從1998年3月開始，目標星是“低功率大氣補償實驗”衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道高度550公里，星上裝有大量后向反射器，不但可以校正激光瞄準點，還可以用來測量照射到衛(wèi)星上的激光光斑的功率分布。試驗中，“海石光束定向器”利用低功率激光成功地跟蹤了這顆衛(wèi)星。到1998年8月，試驗已經(jīng)取得令人滿意的結果。

試驗中采用了兩項重要的技術。一項是圓錐掃描技術，這項技術是控制激光束在一個圓環(huán)內移動，直到照射在目標衛(wèi)星上，并有返回信號被地面系統(tǒng)接收。這樣，激光器就能夠將激光束長時間地聚焦在衛(wèi)星或衛(wèi)星的特定部位上。第二項技術是采用了后向反射器。這種反射器能夠將在一定入射角范圍內入射的激光束按原方向反射回去。采用這種反射器的目的是研究大氣對激光傳輸?shù)挠绊?。大氣對激光束有一定的“折射”作用，當遠程發(fā)射激光時，必須經(jīng)過校正，才能保證激光束準確無誤地射向目標。在被激光跟蹤的衛(wèi)星上, 可根據(jù)不同需求安裝數(shù)量不等的反射器。

1998財年與1997年10月的試驗目的有所不同，后者是為了檢驗衛(wèi)星上的光電傳感器對激光攻擊會有何反應，而前者是進一步提高激光對衛(wèi)星的跟蹤瞄準能力，可以說這是激光反衛(wèi)星技術更接近實用化的一個重要標志。

圖片資料來源：英文版《簡氏空間指南》