□ 張保慶
世界軍事航天發(fā)展態(tài)勢(shì)
□ 張保慶
空間在國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步和政治影響力等方面均具有極其重要的戰(zhàn)略地位,是國(guó)家重大利益所在。在日益擁擠、對(duì)抗、競(jìng)爭(zhēng)、多極化、全球化的空間態(tài)勢(shì)下,主要航天國(guó)家發(fā)布了重要的航天戰(zhàn)略和政策,布局航天防務(wù)未來(lái)發(fā)展;加快航天裝備更新?lián)Q代,提升航天系統(tǒng)軍事應(yīng)用能力;大力扶持商業(yè)航天發(fā)展,推動(dòng)商業(yè)航天向軍事應(yīng)用領(lǐng)域拓展;激發(fā)空間技術(shù)創(chuàng)新活力,深刻影響未來(lái)空間發(fā)展態(tài)勢(shì)。
為了維護(hù)本國(guó)的空間利益和安全,占據(jù)空間領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)地位,多個(gè)國(guó)家調(diào)整或發(fā)布了空間安全領(lǐng)域相關(guān)戰(zhàn)略和政策,明確未來(lái)航天防務(wù)發(fā)展目標(biāo)與發(fā)展任務(wù)。
(一)美國(guó)立足復(fù)雜空間對(duì)抗環(huán)境,積極調(diào)整空間發(fā)展戰(zhàn)略,強(qiáng)化保持空間技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
美國(guó)在其《2017財(cái)年美國(guó)國(guó)防預(yù)算申請(qǐng)》中為空間領(lǐng)域投資71億美元,重點(diǎn)資助“漸進(jìn)一次性運(yùn)載火箭”的采購(gòu)、“下一代氣象衛(wèi)星”的研制、“先進(jìn)極高頻”和“天基紅外系統(tǒng)”的系統(tǒng)維護(hù)、以及“全球定位系統(tǒng)運(yùn)行控制系統(tǒng)”的研制等。美國(guó)會(huì)眾議院官員推出《美國(guó)空間復(fù)興法案》,旨在整合商業(yè)和軍事空間活動(dòng),以更好地應(yīng)對(duì)空間新興威脅,確保美國(guó)的空間領(lǐng)先地位。2016年5月,空軍航天司令部發(fā)布新版《指揮官戰(zhàn)略意圖》文件。該文件強(qiáng)調(diào)空軍航天司令部的三大優(yōu)先工作,提出四項(xiàng)重要戰(zhàn)略思想,內(nèi)容涉及構(gòu)建彈性體系、重視多域作戰(zhàn)、發(fā)展敏捷信息優(yōu)勢(shì)、重視情報(bào)監(jiān)視與偵察和改變采辦模式等,將影響美國(guó)未來(lái)軍用衛(wèi)星的采辦、研制和應(yīng)用。2016年7月,美空軍航天司令部發(fā)布“空間任務(wù)部隊(duì)”架構(gòu)白皮書(shū),旨在提供太空兵力,以在對(duì)抗、降級(jí)和受限環(huán)境中執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù),確保能應(yīng)對(duì)空間系統(tǒng)面臨的日益增長(zhǎng)的威脅。
(二)俄羅斯全方位布局空間能力發(fā)展,力求鞏固航天領(lǐng)域領(lǐng)先地位。
2015年7月,俄總統(tǒng)批準(zhǔn)《俄羅斯航天國(guó)家公司聯(lián)邦法》,通過(guò)組建政企一體的“俄羅斯航天國(guó)家公司”強(qiáng)化航天管理。此舉顛覆了俄航天領(lǐng)域正在進(jìn)行的政企分離改革措施,使航天管理變得強(qiáng)化集中。2015年8月,俄羅斯成立的空天軍開(kāi)始負(fù)擔(dān)作戰(zhàn)值班任務(wù),負(fù)責(zé)集中指揮和統(tǒng)一管理作戰(zhàn)執(zhí)勤的空中、防空和反導(dǎo)力量。組建空天軍統(tǒng)籌整合了多個(gè)領(lǐng)域的力量和資源,建成集航空航天、防空防天于一體的空天作戰(zhàn)體系。
近年來(lái),空間軍事化進(jìn)程明顯加快,引發(fā)世界各國(guó)對(duì)空間安全問(wèn)題的普遍擔(dān)憂(yōu)。主要航天國(guó)家在軍事航天領(lǐng)域開(kāi)展了激烈的競(jìng)爭(zhēng):新一代大型運(yùn)載火箭、可重復(fù)使用運(yùn)載技術(shù)成為美俄等國(guó)提升進(jìn)入空間能力的主要方向;多顆軍用衛(wèi)星的研制和部署取得了重要進(jìn)展,利用空間更加從戰(zhàn)略級(jí)向戰(zhàn)術(shù)級(jí)加速滲透;控制空間裝備與技術(shù)獲得額外關(guān)注,空間武器化趨勢(shì)愈加明顯。
(一)進(jìn)入空間能力加速升級(jí)
進(jìn)入空間是開(kāi)展空間軍事活動(dòng)的基礎(chǔ),是關(guān)鍵的軍事航天能力。世界主要航天國(guó)家繼續(xù)推進(jìn)新一代航天運(yùn)載火箭研制,探索實(shí)踐可重復(fù)使用運(yùn)載系統(tǒng),在提升進(jìn)入空間能力的可靠性與效率,降低成本與風(fēng)險(xiǎn)等方面取得了重要進(jìn)展。
美國(guó)空軍X-37B軌道試驗(yàn)飛行器成功進(jìn)行第4飛行試驗(yàn),重點(diǎn)驗(yàn)證飛行器攜帶的有效載荷,表明美軍已經(jīng)基本完成了對(duì)X-37B的核心試驗(yàn)鑒定工作,轉(zhuǎn)向作戰(zhàn)及其他功能拓展。美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)項(xiàng)目研究局(DARPA)在研的“試驗(yàn)性太空飛機(jī)”項(xiàng)目進(jìn)入第二階段,將開(kāi)展可重復(fù)使用一子級(jí)樣機(jī)的研制。
美國(guó)SBIRS衛(wèi)星系統(tǒng)組成
(二)軍用衛(wèi)星研制部署取得重要進(jìn)展
隨著空間在國(guó)家安全和軍事作戰(zhàn)中地位與作用的日益凸顯,世界主要國(guó)家加快軍用衛(wèi)星裝備的更新?lián)Q代,一批新型的偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航等衛(wèi)星將相繼服役,利用空間能力將得到進(jìn)一步提升。
1.光學(xué)和雷達(dá)成像偵察互補(bǔ)的偵察衛(wèi)星體系不斷完善。主要航天國(guó)家穩(wěn)步推進(jìn)偵察與監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè),加速偵察與監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)更新?lián)Q代,不斷提升對(duì)目標(biāo)的全方位偵察能力。美國(guó) “鎖眼”系列成像偵察衛(wèi)星是當(dāng)今世界最為先進(jìn)的光學(xué)成像偵察衛(wèi)星,最高分辨率達(dá)到0.1米;“長(zhǎng)曲棍球”衛(wèi)星是美國(guó)國(guó)家偵察局發(fā)展的雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星,最高分辨率達(dá)到0.3 米。俄羅斯正在研發(fā)一種新型的、性能先進(jìn)的偵察監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng),系統(tǒng)空間段主要由“拉茲丹”衛(wèi)星組成,衛(wèi)星性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)俄羅斯現(xiàn)有衛(wèi)星,首顆計(jì)劃于2019年發(fā)射,將逐步取代當(dāng)前俄羅斯軍方使用的“角色”系列衛(wèi)星。
2.預(yù)警衛(wèi)星能力從戰(zhàn)略預(yù)警向戰(zhàn)術(shù)預(yù)警拓展。美國(guó)共有8顆導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星在軌運(yùn)行,包括4顆第三代“國(guó)防支援計(jì)劃”衛(wèi)星、2顆“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星、3個(gè)SBIRS大橢圓軌道探測(cè)器、以及2顆低軌“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”導(dǎo)彈中段跟蹤與識(shí)別技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,可對(duì)全球重點(diǎn)海區(qū)和地區(qū)發(fā)射的彈道導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈分別提供15分鐘和30分鐘的預(yù)警時(shí)間,對(duì)中段飛行的彈頭具有一定的跟蹤和識(shí)別能力。俄羅斯成功發(fā)射新一代“集成太空系統(tǒng)”導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)的首顆星 “凍土”,系統(tǒng)完成部署后將大幅提升俄羅斯對(duì)多類(lèi)型導(dǎo)彈目標(biāo)的發(fā)射探測(cè)和預(yù)警時(shí)間。
3.導(dǎo)航衛(wèi)星定位精度更高、抗干擾能力更強(qiáng)。導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展受到世界主要航天國(guó)家的重視,衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度和抗干擾能力不斷提升。美國(guó)正致力于研制新一代GPS-3衛(wèi)星系統(tǒng),GPS-3比現(xiàn)役GPS-2衛(wèi)星更具經(jīng)濟(jì)可承受性,并且其精度更高、抗干擾性更強(qiáng)且壽命更長(zhǎng)。俄羅斯高度重視“格洛納斯”系統(tǒng)建設(shè),并在經(jīng)費(fèi)上給予大力支持。歐洲穩(wěn)步推進(jìn)“伽利略”系統(tǒng)建設(shè),于2016年11月以一箭四星方式發(fā)射四顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星,使得伽利略衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到18顆(計(jì)劃總共30顆)。印度“區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”成功完成衛(wèi)星星座部署,即將具備全面運(yùn)行能力。
4.軍事通信衛(wèi)星更加強(qiáng)調(diào)全球覆蓋于高傳輸率。以美國(guó)、俄羅斯等為代表的軍事強(qiáng)國(guó)高度重視軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展,運(yùn)用先進(jìn)的軍事衛(wèi)星通信技術(shù),構(gòu)建了典型的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。美軍下一代窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)——“移動(dòng)用戶(hù)目標(biāo)系統(tǒng)”空間段衛(wèi)星已全部發(fā)射入軌,具備完全運(yùn)行能力;美軍新一代寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)“寬帶全球衛(wèi)星通信”,預(yù)計(jì)在2019年前完成部署,其未發(fā)射的WGS-8~WGS-10三顆衛(wèi)星采用了先進(jìn)數(shù)字載荷設(shè)計(jì),載荷帶寬翻倍并進(jìn)一步提高連通性;美軍受保護(hù)通信衛(wèi)星系統(tǒng)“先進(jìn)極高頻”系統(tǒng)提供的通信業(yè)務(wù)具有抗干擾、抗截獲、高安全性等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)區(qū)指揮官的通信和指揮,可實(shí)時(shí)傳輸圖像和戰(zhàn)場(chǎng)地圖。俄羅斯在補(bǔ)充現(xiàn)有“信使”和“箭”系列衛(wèi)星通信星座的同時(shí),在新一代“信使”低軌衛(wèi)星通信和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中添加了加密防護(hù)功能,并計(jì)劃在未來(lái)幾年部署專(zhuān)用機(jī)要通信衛(wèi)星系統(tǒng)。
2016年6月24日,美國(guó)海軍將移動(dòng)用戶(hù)目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)星座的第5顆衛(wèi)星由阿特拉斯-5型運(yùn)載火箭發(fā)射入軌
GPS-3衛(wèi)星
美國(guó)“鎖眼”衛(wèi)星星座示意圖
DARPA 的Orbit Outlook項(xiàng)目
機(jī)器人在軌操作
(三)天地一體空間態(tài)勢(shì)感知能力加速形成
空間態(tài)勢(shì)感知能力是洞察和掌控潛在對(duì)手空間活動(dòng)意圖與動(dòng)向、確認(rèn)空間系統(tǒng)故障原因的關(guān)鍵,是保持“空間透明”的能力基礎(chǔ)。近期,美國(guó)、俄羅斯等航天強(qiáng)國(guó)都給予了空間態(tài)勢(shì)感知高度關(guān)注,加快形成天地一體空間態(tài)勢(shì)感知能力。
1.積極推進(jìn)地基空間態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)研制與部署。美國(guó)正在研制的新一代“太空籬笆”系統(tǒng)采用大型S波段單基地相控陣?yán)走_(dá),建成后可探測(cè)、跟蹤和測(cè)量20萬(wàn)個(gè)直徑大于2厘米的太空目標(biāo)。DARPA負(fù)責(zé)研制的“太空監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”是美軍新一代地基中高軌空間監(jiān)視系統(tǒng),該系統(tǒng)采用3.5米大口徑非球面光學(xué)系統(tǒng),能快速探測(cè)并跟蹤位于地球同步軌道的微小目標(biāo)。俄羅斯首套“窗口”空間監(jiān)視系統(tǒng)已經(jīng)完成國(guó)家測(cè)試,目前已具備完全運(yùn)行能力,該系統(tǒng)可發(fā)現(xiàn)120千米到40000千米之間的任何空間目標(biāo),將使俄軍空間監(jiān)視能力增強(qiáng)4倍并可覆蓋目前所有航天器的運(yùn)行軌道。
2.加快發(fā)展天基空間態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)。美國(guó)空軍“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”首顆 “探路者”衛(wèi)星將于2017年達(dá)到壽命期限,美空軍計(jì)劃以3顆小衛(wèi)星組成的星座替換“探路者”衛(wèi)星執(zhí)行地球同步軌道空間目標(biāo)監(jiān)視任務(wù)。同時(shí)美空軍已選定軌道科學(xué)公司在2017年發(fā)射ORS-5衛(wèi)星,填補(bǔ)“探路者”衛(wèi)星服役期滿(mǎn)后美軍天基空間監(jiān)視能力的缺口。美國(guó)于2014年發(fā)射的2顆“地球同步軌道空間態(tài)勢(shì)感知計(jì)劃”現(xiàn)已具備初始作戰(zhàn)能力,加上2016年8月發(fā)射的2顆GSSAP衛(wèi)星,GSSAP在軌衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到4顆。GSSAP衛(wèi)星具備較強(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,能以最佳視角獲取目標(biāo)圖像,大大提升美軍對(duì)高軌目標(biāo)的態(tài)勢(shì)感知能力。
3.多源數(shù)據(jù)融合與處理將革新美太空態(tài)勢(shì)感知能力。除大力發(fā)展空間態(tài)勢(shì)感知裝備外,美國(guó)也在致力于開(kāi)展空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)處理方面的研究。美國(guó)DARPA正在推進(jìn)一系列旨在提升空間態(tài)勢(shì)感知能力的項(xiàng)目。其中“軌道展望”項(xiàng)目擬研究快速獲取和處理不同來(lái)源海量太空目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)的有效方法。2016年7月,“軌道展望”項(xiàng)目已完成對(duì)7套SSA網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的集成,組建了全球最大的SSA“網(wǎng)絡(luò)之網(wǎng)絡(luò)”。該網(wǎng)絡(luò)一旦建成,可徹底改變美軍和全球太空碎片監(jiān)視領(lǐng)域收集和使用SSA數(shù)據(jù)的方式,使太空事件提示與告警時(shí)間間隔大幅縮短,并使數(shù)據(jù)的精確性與經(jīng)濟(jì)可承受性呈指數(shù)級(jí)提高。
4.國(guó)際與商業(yè)合作顯著提升美態(tài)勢(shì)感知能力。為進(jìn)一步促進(jìn)空間態(tài)勢(shì)感知方面的信息共享,美國(guó)加強(qiáng)了其與盟友和商業(yè)部門(mén)在空間態(tài)勢(shì)感知領(lǐng)域的合作。至2016年12月,美國(guó)已與11個(gè)國(guó)家兩個(gè)國(guó)際組織(歐洲空間局和歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織)簽署了空間態(tài)勢(shì)感知共享協(xié)議,建立空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)分享聯(lián)盟。美軍還與50家衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)商、運(yùn)營(yíng)商等簽署合作協(xié)議,將其獲得的空間目標(biāo)數(shù)據(jù)與衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商通過(guò)遙測(cè)、跟蹤獲得的衛(wèi)星確切軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,提高空間目標(biāo)監(jiān)視能力。此外,美空軍成立的“聯(lián)合跨部門(mén)太空作戰(zhàn)中心”目的是尋求從美國(guó)國(guó)防部和情報(bào)機(jī)構(gòu)、商業(yè)部門(mén)以及盟國(guó)獲取更多空間監(jiān)視數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)融合到美軍空間作戰(zhàn)體系,以更好的應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的空間威脅。
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(四)以在軌操作技術(shù)為重點(diǎn)隱蔽發(fā)展空間攻防對(duì)抗技術(shù)
世界主要航天國(guó)家高度重視進(jìn)攻性太空對(duì)抗系統(tǒng)的發(fā)展,大力發(fā)展在軍民領(lǐng)域均具有廣闊應(yīng)用前景的在軌操作技術(shù)、太空碎片清除技術(shù)等,隱蔽性和策略性地發(fā)展太空進(jìn)攻技術(shù)。
美國(guó)在掌握一定低軌反太空能力的基礎(chǔ)上,積極開(kāi)展地球同步軌道在軌操作技術(shù)演示驗(yàn)證,謀求全軌道高度反太空能力。DARPA正在實(shí)施“鳳凰”計(jì)劃第二階段合同,重點(diǎn)發(fā)展通用對(duì)接器、“細(xì)胞衛(wèi)星”抓取工具、“服務(wù)衛(wèi)星”機(jī)械臂等技術(shù)。作為“鳳凰”計(jì)劃的進(jìn)一步延伸和拓展,DARPA先后提出“蜻蜓”項(xiàng)目和“同步軌道衛(wèi)星機(jī)器人服務(wù)”項(xiàng)目,這些項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的技術(shù)均可用于偵察、監(jiān)視和攻擊在軌衛(wèi)星,為美軍太空攻防儲(chǔ)備堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。綜合運(yùn)用這些技術(shù)可精準(zhǔn)毀傷地球同步軌道上的目標(biāo),對(duì)在其運(yùn)行的高價(jià)值衛(wèi)星構(gòu)成威脅。
俄羅斯“宇宙”-2499、“宇宙”-2504、“盧奇”衛(wèi)星被曝進(jìn)行多次在軌機(jī)動(dòng),其中 “宇宙”-2504衛(wèi)星在軌進(jìn)行了11次左右近距離接近火箭上面級(jí)的機(jī)動(dòng)操作、“盧奇”機(jī)密衛(wèi)星在國(guó)際通信衛(wèi)星組織的兩顆地球同步軌道衛(wèi)星之間停留了5個(gè)月。俄羅斯衛(wèi)星進(jìn)行一系列衛(wèi)星在軌機(jī)動(dòng)操作表明其在具備地基定向能和共軌式反太空技術(shù)基礎(chǔ)上,正在發(fā)展天基操控的新型反太空技術(shù),這將進(jìn)一步增強(qiáng)俄羅斯的太空威懾能力。此外,俄羅斯計(jì)劃2016-2025年設(shè)計(jì)并建造一款“清理者”航天器,用于清除地球同步軌道上報(bào)廢的衛(wèi)星和火箭上面級(jí)。該航天器可以接近、捕獲在地球同步軌道的任意目標(biāo),未來(lái)將具備很強(qiáng)的反太空潛力。
隨著航天技術(shù)的不斷成熟、新興技術(shù)與航天技術(shù)深度融合,航天發(fā)展新業(yè)態(tài)、新概念層出不窮,以私人投資航天活動(dòng)和產(chǎn)品、航天服務(wù)商業(yè)化應(yīng)用為標(biāo)志的商業(yè)航天,正步入快速發(fā)展的新階段,將促進(jìn)航天活動(dòng)發(fā)生深刻變革。為滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的軍事航天需求,美國(guó)在進(jìn)入空間、利用空間甚至控制空間多個(gè)領(lǐng)域,持續(xù)加大對(duì)商業(yè)航天資源與服務(wù)利用的力度。隨著航天商業(yè)化步伐的不斷加快,未來(lái)商業(yè)航天資源和服務(wù)將不斷滲入軍用航天領(lǐng)域,為軍用航天裝備與技術(shù)發(fā)展提供重要支撐。
此外,空間技術(shù)創(chuàng)新熱潮持續(xù)高漲,多項(xiàng)具有顛覆性影響的技術(shù)取得新進(jìn)展。美國(guó)、俄羅斯和歐洲等都在大力發(fā)展空間激光通信、太空3D打印等技術(shù),這些技術(shù)將為空間軍事變革提供更強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力,顛覆傳統(tǒng)航天發(fā)展模式。