空間態(tài)勢(shì)感知：開啟“上帝之眼”模式

張乃千

空間態(tài)勢(shì)感知：開啟“上帝之眼”模式

張乃千

日前，美國(guó)成功進(jìn)行了首次洲際彈道導(dǎo)彈攔截測(cè)試，所使用的攔截導(dǎo)彈在外層空間通過(guò)直接撞擊方式摧毀了模擬“來(lái)襲”的洲際彈道導(dǎo)彈。其實(shí)，要想成功實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈攔截，知道來(lái)襲之?dāng)尘烤股硖幒翁幉攀欠磽舻年P(guān)鍵。從某種意義上講，除正常工作的衛(wèi)星和近地空間的各類行星、彗星以及空間碎片外，經(jīng)過(guò)太空的彈道導(dǎo)彈這一“匆匆過(guò)客”同樣是空間態(tài)勢(shì)感知的重要目標(biāo)。美軍目前就正在加緊改進(jìn)導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)，以早日實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈預(yù)警與空間態(tài)勢(shì)感知的“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”。

空間態(tài)勢(shì)感知好比從太空看地球的“上帝之眼”模式，主要包括對(duì)空間目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤、識(shí)別以及對(duì)空間事件的評(píng)估、核實(shí)與環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)了解與應(yīng)對(duì)空間威脅、確?？臻g安全的重要基石。唯有具備較強(qiáng)的空間態(tài)勢(shì)感知能力，才能確保后續(xù)的空間攻防行動(dòng)的有效展開。目前，以美國(guó)為首的軍事大國(guó)正大力開展空間態(tài)勢(shì)感知能力建設(shè)，以此為基礎(chǔ)引發(fā)的空間安全博弈勢(shì)必成為未來(lái)軍事對(duì)抗的斗爭(zhēng)前沿。

從窺視太空到感知空間

自1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星開始，太空這個(gè)曾經(jīng)的“不毛之地”逐漸成為戰(zhàn)略博弈的軍事新高地。尤其是在空間資產(chǎn)上“家大業(yè)大”的美國(guó)，更是對(duì)確保自身空間安全提出了極高要求。目前，以美國(guó)為首的各軍事大國(guó)嚴(yán)重依賴空間能力，太空實(shí)力甚至已成為當(dāng)前及未來(lái)作戰(zhàn)的重要基礎(chǔ)。

在感知空間之前，人們對(duì)于空間態(tài)勢(shì)的了解還只停留在“窺視”階段。美軍的空間態(tài)勢(shì)感知概念，起點(diǎn)源自1956年美國(guó)空軍的“貝克·納恩”光學(xué)衛(wèi)星追蹤照相機(jī)，開啟了美軍對(duì)空間目標(biāo)的監(jiān)視。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，美軍已經(jīng)建成一個(gè)以地面雷達(dá)為主、配合少量天基設(shè)施的空間監(jiān)視網(wǎng)。針對(duì)現(xiàn)有地面系統(tǒng)的覆蓋盲區(qū)和觀測(cè)誤差等不足，盡快破解“坐地觀天”的空間監(jiān)視模式，美國(guó)從20世紀(jì)90年代開始，實(shí)施了包括中段空間試驗(yàn)衛(wèi)星、空間試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)在內(nèi)的多項(xiàng)空間目標(biāo)監(jiān)視衛(wèi)星項(xiàng)目，以及近場(chǎng)自主評(píng)估防御鈉星等微小衛(wèi)星項(xiàng)目。其中，中段空間試驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目本就是通過(guò)對(duì)導(dǎo)彈中段的發(fā)現(xiàn)和跟蹤實(shí)現(xiàn)預(yù)警，為提升美軍的空間態(tài)勢(shì)感知能力立下了汗馬功勞。此外，美國(guó)空軍研制的天基紅外系統(tǒng)和空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)盡管都是為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈防御而生，但同樣具有很強(qiáng)的天基空間監(jiān)視能力。

在此基礎(chǔ)上，在太空擁有巨額戰(zhàn)爭(zhēng)籌碼的美國(guó)深感空間安全形勢(shì)的風(fēng)譎云詭，進(jìn)一步提出了空間態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)，并將其作為保障空間安全、保持空間軍事優(yōu)勢(shì)的重要基石。早在2001年，美國(guó)就啟動(dòng)了空間態(tài)勢(shì)感知倡議計(jì)劃，隨后于2002年成立了空間態(tài)勢(shì)感知綜合辦公室，從國(guó)家層面研究空間態(tài)勢(shì)感知的具體需求，建設(shè)和評(píng)估空間態(tài)勢(shì)感知體系及具體能力。此后，美國(guó)空軍加速整合空間態(tài)勢(shì)感知網(wǎng)絡(luò)，并于2007年啟動(dòng)了一體化空間態(tài)勢(shì)感知計(jì)劃，旨在通過(guò)構(gòu)建面向空間對(duì)抗作戰(zhàn)的空間態(tài)勢(shì)感知體系，集成包括火箭發(fā)射探測(cè)跟蹤、航天器監(jiān)視跟蹤以及空間環(huán)境監(jiān)測(cè)等任務(wù)集群，形成面向空間對(duì)抗作戰(zhàn)的全譜、近實(shí)時(shí)空間態(tài)勢(shì)感知能力。2014年，美國(guó)空軍進(jìn)一步推進(jìn)“聯(lián)合太空運(yùn)行中心任務(wù)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間態(tài)勢(shì)感知的進(jìn)一步集成，最終為現(xiàn)代化的空間態(tài)勢(shì)感知提供了強(qiáng)勁的作戰(zhàn)能力。

近年來(lái)，美國(guó)為支持空間態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)的研制部署，明顯增加了在該領(lǐng)域的投入。美國(guó)國(guó)防部公開發(fā)布的2016財(cái)年預(yù)算文件中指出，2016年—2020年美國(guó)國(guó)防部的空間態(tài)勢(shì)感知領(lǐng)域預(yù)算共約18億美元。這些資金將重點(diǎn)發(fā)展具有全天時(shí)、全天候探測(cè)優(yōu)勢(shì)的天基系統(tǒng)，進(jìn)一步提升美軍的全維空間態(tài)勢(shì)感知能力。

美國(guó)正在組裝衛(wèi)星系統(tǒng)

織起網(wǎng)羅太空的感知網(wǎng)

空間態(tài)勢(shì)感知就是對(duì)所有發(fā)生在空間的事件、威脅、活動(dòng)以及各類空間系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的了解與感知，進(jìn)而可以使指揮決策和操作人員能夠獲取并維持在激烈太空博弈中的空間優(yōu)勢(shì)。從廣義上講，暫時(shí)飛過(guò)太空的彈道導(dǎo)彈、高低軌工作的衛(wèi)星、廢棄衛(wèi)星和空間碎片、近地空間的各類行星等都是空間態(tài)勢(shì)感知的對(duì)象。美國(guó)作為空間態(tài)勢(shì)感知領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，目前已經(jīng)具備對(duì)進(jìn)入空間內(nèi)的多種空間活動(dòng)的態(tài)勢(shì)感知能力，其低軌目標(biāo)分辨率可達(dá)5厘米，靜止軌道目標(biāo)分辨率可達(dá)50厘米，能跟蹤所有在軌衛(wèi)星和直徑數(shù)厘米以上的空間碎片共計(jì)2.3萬(wàn)個(gè)，對(duì)所有在軌工作空間飛行器可謂了如指掌。

當(dāng)然，要想織起這么一個(gè)“心思縝密”的太空態(tài)勢(shì)感知網(wǎng)，可不是一日之功。美國(guó)現(xiàn)有的空間監(jiān)視作戰(zhàn)體系是冷戰(zhàn)時(shí)期的遺留產(chǎn)物，主要用于滿足國(guó)家戰(zhàn)略層面的信息需求?；诳臻g態(tài)勢(shì)感知的重要性和復(fù)雜性，美軍在空間態(tài)勢(shì)感知建設(shè)上逐步形成了以國(guó)防部和國(guó)家情報(bào)總監(jiān)辦公室為領(lǐng)導(dǎo)，美國(guó)軍方與情報(bào)界為主要建設(shè)力量，其他民事、商業(yè)、國(guó)外機(jī)構(gòu)為補(bǔ)充的軍民融合式建設(shè)格局。尤其是通過(guò)美國(guó)空軍主管的空間監(jiān)視網(wǎng)，與導(dǎo)彈防御局、情報(bào)部門用于空間監(jiān)視的多種探測(cè)器有機(jī)整合，以及美國(guó)國(guó)務(wù)院、美國(guó)能源部等部門的積極參與，將空間態(tài)勢(shì)感知能力建設(shè)推上了高速發(fā)展的“快車道”。

目前，美軍的空間態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)主要由地基和天基探測(cè)設(shè)備組成，重點(diǎn)完善了由陸、海、空、天各類傳感器組成的服務(wù)于空間態(tài)勢(shì)感知的全方位體系。當(dāng)前，美軍編織網(wǎng)羅太空的態(tài)勢(shì)感知網(wǎng)，主要通過(guò)對(duì)原有陸基感知設(shè)備的延壽升級(jí)、研發(fā)新型空間感知設(shè)備和“聯(lián)合空間作戰(zhàn)中心任務(wù)系統(tǒng)”三部分組成。其中，美國(guó)空軍精心構(gòu)筑的“太空籬笆”項(xiàng)目的主角是新型陸基相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)，將主要用于取代日益老化的空間監(jiān)視系統(tǒng)，通過(guò)提升工作頻率來(lái)擴(kuò)大探測(cè)覆蓋范圍，以實(shí)現(xiàn)對(duì)更小軌道目標(biāo)的追蹤與感知。為有效應(yīng)對(duì)空間感知的海量數(shù)據(jù)處理，美軍研發(fā)的“聯(lián)合空間作戰(zhàn)中心任務(wù)系統(tǒng)”能實(shí)現(xiàn)各類傳感數(shù)據(jù)的有效整合，同時(shí)還能為空間態(tài)勢(shì)感知和空間作戰(zhàn)部隊(duì)的指揮控制提供數(shù)據(jù)可視化的實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)信息。

空間態(tài)勢(shì)感知離不開天地一體協(xié)作

空間態(tài)勢(shì)感知為空間織出一張態(tài)勢(shì)感知網(wǎng)

助力“星球大戰(zhàn)”般實(shí)力提升

隨著美國(guó)在太空感知領(lǐng)域功力不斷提升，預(yù)計(jì)到2020年，美國(guó)在全球的空間感知盲區(qū)將顯著縮小，并將大幅提升對(duì)深空微小目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤與識(shí)別能力，甚至具備空間廣域威脅告警與評(píng)估能力。未來(lái)，美國(guó)的空間監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)低軌空間目標(biāo)的探測(cè)和定位精度將分別提高到1厘米和10米，空間碰撞預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率將提高到99%，在茫茫太空說(shuō)是連“一粒塵埃都不放過(guò)”也并不為過(guò)。

當(dāng)然，在空間態(tài)勢(shì)感知領(lǐng)域，俄羅斯等太空軍事強(qiáng)國(guó)也不甘落后。目前，俄羅斯主要沿用部署于蘇聯(lián)時(shí)期的太空監(jiān)視系統(tǒng)，主要伴隨著彈道導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展而來(lái)，已經(jīng)具備近地軌道10厘米以上空間目標(biāo)感知能力，未來(lái)將重點(diǎn)增強(qiáng)微小目標(biāo)探測(cè)和空間目標(biāo)特性分析實(shí)力，以便從復(fù)雜空間背景中識(shí)別判定衛(wèi)星與導(dǎo)彈，為空間攻防提供有力支撐。同時(shí)，英國(guó)、法國(guó)等歐洲國(guó)家都擁有各自分立的空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)，但由于缺乏整體規(guī)劃尚未聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，空間覆蓋范圍上存在較大缺口，主要還是依賴美國(guó)的空間監(jiān)視網(wǎng)獲取相關(guān)信息。隨著未來(lái)空間態(tài)勢(shì)感知能力的進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)“星球大戰(zhàn)”般太空軍事感知實(shí)力早已不是癡人說(shuō)夢(mèng)。

盡管如此，空間所包含的范圍龐大、目標(biāo)繁多，人類在浩渺的宇宙空間中依舊尚顯渺小。目前已知的空間內(nèi)存在物體數(shù)量可達(dá)50多萬(wàn)個(gè)，而實(shí)力最強(qiáng)的美軍也僅能對(duì)其中的2萬(wàn)多個(gè)空間目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和編目。未來(lái)，加強(qiáng)空間態(tài)勢(shì)感知的國(guó)際合作將成為發(fā)展的主流。美國(guó)目前已經(jīng)利用各國(guó)對(duì)空間安全問(wèn)題的關(guān)切，積極推行空間態(tài)勢(shì)感知外交，通過(guò)集成多國(guó)空間監(jiān)視資源提升自身空間態(tài)勢(shì)感知能力。美國(guó)軍方已同英、韓、法、加、意、日、澳，以及歐洲航天局、歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織等國(guó)家和組織簽署空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)共享協(xié)議，將進(jìn)一步提升人類對(duì)離我們最近的未知空間的認(rèn)知水平。

目前，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局正在實(shí)施“軌道展望”計(jì)劃，旨在通過(guò)來(lái)自政府、軍方、商業(yè)組織和研究單位的空間目標(biāo)監(jiān)視設(shè)施的數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)空間監(jiān)視數(shù)據(jù)的全面、高效利用，并最終生成準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的空間態(tài)勢(shì)視圖。通過(guò)提升空間態(tài)勢(shì)感知能力，一方面可以保障航天器飛行安全并判斷故障，同時(shí)也將為空間對(duì)抗等太空軍事活動(dòng)提供支持。未來(lái)，一場(chǎng)發(fā)生在太空的針對(duì)敵方太空目標(biāo)進(jìn)行精確打擊、對(duì)己方太空目標(biāo)進(jìn)行有效防護(hù)的“太空之戰(zhàn)”極有可能依托空間態(tài)勢(shì)感知爆發(fā)?？臻g態(tài)勢(shì)感知或?qū)槲磥?lái)戰(zhàn)爭(zhēng)開啟“上帝之眼”。

責(zé)任編輯：葛 妍