美軍明確未來(lái)5年將重點(diǎn)發(fā)展空間控制能力

劉海印 侯丹 （中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院）

美軍認(rèn)為，隨著空間對(duì)抗性日益突出，美國(guó)空間資產(chǎn)正受到嚴(yán)重威脅；美軍決定繼續(xù)強(qiáng)調(diào)空間控制，未來(lái)5年將增大投資應(yīng)對(duì)空間威脅。美軍強(qiáng)調(diào)的空間控制是指確保美國(guó)及其盟國(guó)在空間自由行動(dòng)的作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)支持能力，以及拒絕使對(duì)手具備空間自由行動(dòng)能力?？臻g控制既包括監(jiān)視空間，也包括保護(hù)美國(guó)及其盟國(guó)的空間體系，防止并摧毀對(duì)手形成對(duì)抗美國(guó)的空間能力。空間安全專家擔(dān)憂美軍大力發(fā)展空間控制能力將加大空間對(duì)抗升級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)。

1 美軍近期相關(guān)動(dòng)向

美國(guó)國(guó)防部開(kāi)展秘密評(píng)估，應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的空間威脅

2014年5月，在美國(guó)國(guó)防部副部長(zhǎng)沃克的領(lǐng)導(dǎo)下，國(guó)防部聯(lián)合各情報(bào)機(jī)構(gòu)對(duì)美國(guó)所面臨的空間環(huán)境進(jìn)行了一次廣泛而深入的評(píng)估，目的是評(píng)估在不斷演進(jìn)的威脅環(huán)境下，國(guó)防部投資是否與上層政策及戰(zhàn)略宗旨相適應(yīng)。此次評(píng)估的詳盡程度為近10年之冠。評(píng)估后形成名為《空間戰(zhàn)略投資組合評(píng)估》（SSPR）的秘密報(bào)告。公開(kāi)資料顯示，報(bào)告中，美國(guó)國(guó)防部以俄羅斯與中國(guó)發(fā)展反衛(wèi)星武器為由，宣揚(yáng)美國(guó)空間安全正受到來(lái)自不斷增長(zhǎng)空間攻擊能力的潛在對(duì)手的威脅。為了有效應(yīng)對(duì)空間威脅，報(bào)告建議美軍加強(qiáng)空間態(tài)勢(shì)感知（SSA）能力與空間控制能力。

美軍高調(diào)談?wù)摽臻g威脅，支持發(fā)展空間控制能力

美國(guó)國(guó)防部副部長(zhǎng)沃克在地理空間情報(bào)研討會(huì)上講話

與此前美軍高層很少討論空間控制話題不同，近來(lái)，美國(guó)軍界及情報(bào)界的高層官員多次公開(kāi)談?wù)摽臻g威脅與空間控制。以美國(guó)空軍航天司令部司令海騰、第14空軍部隊(duì)司令兼戰(zhàn)略司令部空間聯(lián)合職能司令部司令雷蒙德為代表的軍界高層頻繁指責(zé)俄羅斯、中國(guó)反衛(wèi)星能力正在不斷發(fā)展成熟，使美國(guó)空間系統(tǒng)處于持續(xù)威脅中。2015年4月，在美國(guó)航天基金會(huì)召開(kāi)的第31屆空間研討會(huì)上，美國(guó)國(guó)防部負(fù)責(zé)軍控、核查與履約事務(wù)的助理弗蘭克·羅斯強(qiáng)調(diào)：美國(guó)將阻止其他國(guó)家的干擾和攻擊,保護(hù)本國(guó)及盟友的空間系統(tǒng)，并談到進(jìn)攻性空間控制和主動(dòng)防御。美國(guó)國(guó)防部副部長(zhǎng)沃克亦公開(kāi)宣稱：美軍必須采用一體化、協(xié)作的方式應(yīng)對(duì)威脅。在挑戰(zhàn)增大時(shí)必須繼續(xù)強(qiáng)調(diào)空間控制。

未來(lái)5年美軍將增大投資應(yīng)對(duì)空間威脅

美國(guó)《2015財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》中，要求制定空間控制及空間優(yōu)先事項(xiàng)（保護(hù)國(guó)家安全空間資產(chǎn)）相關(guān)戰(zhàn)略，并指定“空間安全與防御計(jì)劃”（SSDP）的大部分資金用于發(fā)展進(jìn)攻性空間控制與主動(dòng)防御戰(zhàn)略及能力。美國(guó)《2016財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》草案將國(guó)家安全空間計(jì)劃列為國(guó)防部十二大“重大軍事力量計(jì)劃”之一，并計(jì)劃在未來(lái)5年增加50億美元，用于應(yīng)對(duì)空間威脅，保護(hù)美國(guó)衛(wèi)星及其他空間能力。

“空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”

從已公布的資料看，2016財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)中與空間態(tài)勢(shì)感知相關(guān)的項(xiàng)目主要包括：國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）開(kāi)發(fā)的“空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”（SST）項(xiàng)目和“空間疆域感知”（SDA）項(xiàng)目；美國(guó)空軍開(kāi)發(fā)的“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”（SBSS）后繼設(shè)計(jì)及研發(fā)項(xiàng)目、“聯(lián)合空間運(yùn)行中心任務(wù)系統(tǒng)”（JMS）增量-3項(xiàng)目。與空間攻防對(duì)抗相關(guān)的項(xiàng)目主要包括：空軍開(kāi)發(fā)的通信對(duì)抗系統(tǒng)（CCS）預(yù)規(guī)劃產(chǎn)品改進(jìn)（P3I）項(xiàng)目；國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局開(kāi)發(fā)的“鳳凰”（Phoenix）項(xiàng)目、靜止軌道衛(wèi)星機(jī)器人服務(wù)項(xiàng)目（RSGS）、“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”（ALASA）項(xiàng)目、試驗(yàn)型太空飛機(jī)－1（XS－1）項(xiàng)目。

2 美軍空間控制能力發(fā)展方向

空間態(tài)勢(shì)感知重點(diǎn)發(fā)展深空微小目標(biāo)探測(cè)能力，數(shù)據(jù)集成融合及可視化能力

現(xiàn)有空間監(jiān)視傳感器不能探測(cè)、跟蹤或確定深空的小型先進(jìn)航天器的未來(lái)位置和潛在威脅。此外，對(duì)地球同步軌道的服務(wù)任務(wù)也需要靈敏的態(tài)勢(shì)感知。

“空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目旨在研發(fā)并演示驗(yàn)證先進(jìn)的地基光學(xué)系統(tǒng)，探測(cè)并跟蹤空間晦暗目標(biāo)，同時(shí)提供快速、廣域的搜索能力。項(xiàng)目的一項(xiàng)重大目標(biāo)是研發(fā)大型弧形焦面陣列傳感器技術(shù)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)，使其具備高探測(cè)靈敏度、短焦距、寬視野，以及快速步進(jìn)穩(wěn)定的特點(diǎn)，提供更高數(shù)量級(jí)的空間監(jiān)視數(shù)據(jù)量。此功能將實(shí)現(xiàn)從地面對(duì)深空無(wú)提示目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，例如執(zhí)行小行星探測(cè)和空間防御任務(wù)。初始項(xiàng)目過(guò)渡給空軍太空司令部?！翱臻g監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目向澳大利亞遷移的工作將在西澳進(jìn)行更多的運(yùn)行演示驗(yàn)證。項(xiàng)目從該地點(diǎn)能跟蹤更多、更有興趣的地球同步軌道目標(biāo)。此外，演示驗(yàn)證形成的數(shù)據(jù)還將用于數(shù)據(jù)分析與融合。該項(xiàng)目在2015財(cái)年和2016財(cái)年預(yù)算皆為900萬(wàn)美元。

“空間疆域感知”項(xiàng)目的目標(biāo)是研發(fā)并演示驗(yàn)證一種運(yùn)行框架及響應(yīng)型防御系統(tǒng)應(yīng)用，以此增強(qiáng)天基資源的有效性?！翱臻g疆域感知”項(xiàng)目將研發(fā)空間管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知傳感和決策支持，在真實(shí)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資產(chǎn)與預(yù)計(jì)資產(chǎn)的協(xié)同運(yùn)行。項(xiàng)目在兩個(gè)領(lǐng)域研究革命性技術(shù)：一是先進(jìn)空間監(jiān)視傳感器技術(shù)，以便更好地探測(cè)、跟蹤和表征空間目標(biāo)，重點(diǎn)是深空目標(biāo)；二是空間監(jiān)視數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)處理/融合，用于提供數(shù)據(jù)的自動(dòng)協(xié)同。該項(xiàng)目在2015財(cái)年和2016財(cái)年預(yù)算分別為1988萬(wàn)美元和569.2萬(wàn)美元。

“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”后繼設(shè)計(jì)及研發(fā)項(xiàng)目為系統(tǒng)提供天基空間態(tài)勢(shì)感知分析、研究及研發(fā)。2013財(cái)年完成采辦戰(zhàn)略規(guī)劃與空間態(tài)勢(shì)感知體系架構(gòu)分析；2014財(cái)年勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始研究利用“可操作精化星歷表天基望遠(yuǎn)鏡”（STARE）成果觀測(cè)深空目標(biāo)的潛力，初始系統(tǒng)后繼方案分析及方案精選持續(xù)開(kāi)展；2015財(cái)年沒(méi)有資金投入；2016財(cái)年計(jì)劃轉(zhuǎn)移作戰(zhàn)響應(yīng)空間－5（ORS－5）任務(wù)驗(yàn)證的技術(shù)開(kāi)始有效載荷研發(fā)。2016-2020財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)分別為3149萬(wàn)美元、5059.8萬(wàn)美元、13081.5萬(wàn)美元、15132萬(wàn)美元、15402.7萬(wàn)美元。

“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星示意圖

“精化星歷表的天基望遠(yuǎn)鏡”衛(wèi)星結(jié)構(gòu)示意圖

“聯(lián)合空間運(yùn)行中心任務(wù)系統(tǒng)”項(xiàng)目為空間聯(lián)合職能司令部司令提供空間指揮與控制。此項(xiàng)目主要是軟件工作，形成一體化、網(wǎng)中心的面向服務(wù)的體系架構(gòu)（SOA），并提供必要的軟件應(yīng)用滿足所需任務(wù)。此項(xiàng)目提供協(xié)同環(huán)境，可增強(qiáng)并使空間態(tài)勢(shì)感知能力現(xiàn)代化；創(chuàng)建決策相關(guān)的空間環(huán)境視圖；快速探測(cè)、跟蹤，描述感興趣目標(biāo)；識(shí)別/利用傳統(tǒng)及非傳統(tǒng)信息源；實(shí)施空間威脅分析；實(shí)現(xiàn)空間監(jiān)視網(wǎng)數(shù)據(jù)的有效分發(fā)等。此項(xiàng)目還將利用“網(wǎng)中心傳感器與數(shù)據(jù)源”項(xiàng)目 取得的成果，整合來(lái)自空間態(tài)勢(shì)感知傳感器的數(shù)據(jù)。其中增量-3項(xiàng)目是2016財(cái)年新啟動(dòng)項(xiàng)目，提供任務(wù)應(yīng)用，將提供穩(wěn)固的、快響的戰(zhàn)斗管理指揮、控制與通信，使空間聯(lián)合職能司令部能夠應(yīng)對(duì)新興威脅。這些應(yīng)用包括：提供可整合多用戶源情報(bào)數(shù)據(jù)并自動(dòng)生成警報(bào)的能力；提供射頻頻譜綜合運(yùn)行圖；創(chuàng)建互動(dòng)式的建模與仿真環(huán)境，支持培訓(xùn)與訓(xùn)練、協(xié)同式數(shù)據(jù)共享，以及行動(dòng)路線開(kāi)發(fā)與評(píng)估。2016財(cái)年計(jì)劃啟動(dòng)增量-3的初始需求研發(fā)、系統(tǒng)工程及項(xiàng)目規(guī)劃。開(kāi)始技術(shù)成熟度研究及風(fēng)險(xiǎn)降低工作，以便實(shí)現(xiàn)從目錄維護(hù)向預(yù)測(cè)型戰(zhàn)場(chǎng)管理遷移，改善情報(bào)及傳感器數(shù)據(jù)的整合規(guī)劃；開(kāi)展市場(chǎng)研究與數(shù)據(jù)征集，確定當(dāng)前可集成進(jìn)“聯(lián)合空間運(yùn)行中心任務(wù)系統(tǒng)”滿足戰(zhàn)斗管理指揮、控制與通信目標(biāo)的能力。2016－2020財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)分別為1241.9萬(wàn)美元、6541.4萬(wàn)美元、5440.7萬(wàn)美元、5531.9萬(wàn)美元、5613.9萬(wàn)美元。

升級(jí)并推進(jìn)衛(wèi)星通信對(duì)抗系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化運(yùn)行

“衛(wèi)星通信對(duì)抗系統(tǒng)”（CCS）由天線、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，利用射頻能量干擾衛(wèi)星上行/下行鏈路，可暫時(shí)且可逆地干擾衛(wèi)星通信但不燒毀元器件。2004年，美國(guó)開(kāi)始部署“衛(wèi)星通信對(duì)抗系統(tǒng)”，并宣布該系統(tǒng)已具備初始作戰(zhàn)能力。通信對(duì)抗系統(tǒng)預(yù)規(guī)劃產(chǎn)品改進(jìn)項(xiàng)目研發(fā)、集成、測(cè)試并部署“衛(wèi)星通信對(duì)抗系統(tǒng)”通信對(duì)抗系統(tǒng)預(yù)規(guī)劃產(chǎn)品改進(jìn)項(xiàng)目，采取增量式方式提供Block 20 “衛(wèi)星通信對(duì)抗系統(tǒng)”能力。2013財(cái)年交付了增量－1訓(xùn)練設(shè)備，并啟動(dòng)增量－2能力研發(fā)；2013年9月簽署增量-2合同，2014財(cái)年完成初始基線評(píng)審和初始設(shè)計(jì)評(píng)審；2015財(cái)年與2016財(cái)年計(jì)劃繼續(xù)研發(fā)、集成并測(cè)試Block 10通信對(duì)抗系統(tǒng)預(yù)規(guī)劃產(chǎn)品改進(jìn)項(xiàng)目增量-2（CCS 10.2），2016財(cái)年計(jì)劃交付訓(xùn)練機(jī)及系統(tǒng)等。2016－2020財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)分別為1465.9萬(wàn)美元、2888.1萬(wàn)美元、3214.1萬(wàn)美元、1388.3萬(wàn)美元、991.5萬(wàn)美元。

具有進(jìn)攻性空間對(duì)抗?jié)摿Φ目臻g機(jī)器人技術(shù)向高軌業(yè)務(wù)化操作方向發(fā)展

“鳳凰”項(xiàng)目將檢驗(yàn)利用搭載能力將硬件送入地球靜止軌道（GEO），支持衛(wèi)星的升級(jí)、維修、組裝及重構(gòu)。“鳳凰”項(xiàng)目包括早期的細(xì)胞星近地軌道飛行試驗(yàn)，目的是探尋模塊化在軌組裝風(fēng)險(xiǎn)降低途徑。關(guān)鍵挑戰(zhàn)包括：機(jī)器人工具/末端操作器設(shè)備、服務(wù)航天器有效在軌機(jī)動(dòng)、機(jī)械臂系統(tǒng)，以及機(jī)器人工具的集成、低成本運(yùn)輸。鳳凰計(jì)劃在2015財(cái)年和2016財(cái)年預(yù)算分別為5500萬(wàn)美元和1900萬(wàn)美元。

“鳳凰”項(xiàng)目演示驗(yàn)證示意圖

“靜止軌道衛(wèi)星機(jī)器人服務(wù)”項(xiàng)目源自“鳳凰”項(xiàng)目，將在地球靜止軌道開(kāi)展機(jī)器人操作，與現(xiàn)有衛(wèi)星所有者全面合作，實(shí)施多種潛在的服務(wù)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)高軌空間機(jī)器人的業(yè)務(wù)化操作。“靜止軌道衛(wèi)星機(jī)器人服務(wù)”項(xiàng)目提供的能力有助于處理機(jī)械故障（諸如太陽(yáng)能陣列部署）；提供輔助推進(jìn)，增強(qiáng)業(yè)務(wù)衛(wèi)星編隊(duì)的靈活性；利用攝像機(jī)系統(tǒng)實(shí)施非常詳細(xì)的檢視，幫助找出衛(wèi)星問(wèn)題所在，并提高地球靜止軌道運(yùn)行透明度。關(guān)鍵挑戰(zhàn)包括：研發(fā)機(jī)器人安全操作的自動(dòng)反應(yīng)能力；機(jī)器人工具；服務(wù)航天器的有效在軌機(jī)動(dòng)；機(jī)械臂系統(tǒng)；任務(wù)仿真與驗(yàn)證。可能會(huì)通過(guò)商業(yè)航天器運(yùn)行商按照自由服務(wù)的原則，為商業(yè)衛(wèi)星及軍星提供服務(wù)。該項(xiàng)目2015財(cái)年和2016財(cái)年預(yù)算分別為400萬(wàn)美元和1000萬(wàn)美元。

上述項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的技術(shù)，如服務(wù)星的遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)技術(shù)、與非合作目標(biāo)的交會(huì)與逼近技術(shù)、衛(wèi)星識(shí)別技術(shù)、機(jī)械手捕獲衛(wèi)星技術(shù)、在軌切割衛(wèi)星天線和擰取部件的操作技術(shù)等，均可用于偵察和攻擊在軌衛(wèi)星。綜合運(yùn)用這些技術(shù)可以精準(zhǔn)毀傷地球靜止軌道上的目標(biāo)，對(duì)在這里運(yùn)行的高價(jià)值衛(wèi)星構(gòu)成威脅。

快速響應(yīng)進(jìn)入空間能力將提升美軍的防御性空間對(duì)抗能力

“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”項(xiàng)目有4個(gè)目標(biāo)：一是單次發(fā)射成本降至100萬(wàn)美元以下，利用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施最小化、靶場(chǎng)支持等，實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)；二是實(shí)現(xiàn)命令下達(dá)后24h內(nèi)發(fā)射；三是通過(guò)采用空中發(fā)射的方式，避免受固定發(fā)射場(chǎng)的地域、方向限制；四是驗(yàn)證在12h內(nèi)從一個(gè)機(jī)場(chǎng)轉(zhuǎn)移至另一機(jī)場(chǎng)進(jìn)行發(fā)射操作所需的技術(shù)。該項(xiàng)目2015財(cái)年和2016財(cái)年預(yù)算分別為6000萬(wàn)美元和2900萬(wàn)美元。

試驗(yàn)型太空飛機(jī)－1項(xiàng)目即此前的“小型作戰(zhàn)響應(yīng)型空間進(jìn)入X-飛機(jī)”項(xiàng)目。試驗(yàn)型太空飛機(jī)－1項(xiàng)目將使有關(guān)技術(shù)成熟化并實(shí)現(xiàn)低成本、持久、快速響應(yīng)空間進(jìn)入和全球到達(dá)。以前的工作中已經(jīng)確定并驗(yàn)證的關(guān)鍵使能技術(shù)包括：復(fù)合材料或輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、推進(jìn)劑貯箱、熱防護(hù)系統(tǒng)、火箭推進(jìn)、先進(jìn)的航空電子設(shè)備以及軟件。至關(guān)重要的技術(shù)缺口是把這些整合進(jìn)一次飛行驗(yàn)證，使其能夠提供與航空器類似的能力。該項(xiàng)目將在地面驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)，之后建造一架X-飛機(jī)演示三項(xiàng)驗(yàn)證：一是10天內(nèi)飛行10次；二是飛行速度超過(guò)馬赫數(shù)10；三是將1500～2250kg載荷送至近地軌道的成本降低為1/10。試驗(yàn)型太空飛機(jī)－1項(xiàng)目2015財(cái)年和2016財(cái)年預(yù)算分別為2700萬(wàn)美元和3000萬(wàn)美元。

“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”飛行示意圖

試驗(yàn)型太空飛機(jī)－1飛行示意圖

上述項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的技術(shù)，能在空間系統(tǒng)受到攻擊受損后實(shí)現(xiàn)快速發(fā)射補(bǔ)網(wǎng)，使空間系統(tǒng)更易于維持、更有效并具有更強(qiáng)的生存能力，將成為防御性空間對(duì)抗的重要技術(shù)途徑。

3 小結(jié)

最近，美軍高層強(qiáng)調(diào)將非密空間資產(chǎn)與秘密空間資產(chǎn)同等對(duì)待，并公開(kāi)發(fā)表“空間控制”論調(diào)，未來(lái)5年大幅增大空間控制能力投資，這一系列舉措與奧巴馬政府一貫主張的采用多種方式塑造空間環(huán)境的“戰(zhàn)略遏制”有明顯差別。有專家認(rèn)為，美國(guó)空間安全政策向?qū)嵤└鲃?dòng)的空間控制計(jì)劃轉(zhuǎn)變，不但會(huì)對(duì)新一屆政府制定空間政策產(chǎn)生重要影響，還可能導(dǎo)致空間領(lǐng)域的敵對(duì)狀態(tài)迅速升級(jí)為戰(zhàn)事。