空間武器的發(fā)展態(tài)勢

陸 震, 馮向京

(1.北京航空航天大學 自動化學院， 北京 100191; 2.中國兵器科學研究院, 北京100089)

【專家特稿】

空間武器的發(fā)展態(tài)勢

陸 震1, 馮向京2

(1.北京航空航天大學 自動化學院， 北京 100191; 2.中國兵器科學研究院, 北京100089)

空間武器特別是反衛(wèi)星武器和反彈道導彈武器對于掌握未來戰(zhàn)爭的制天權(quán)具有重要的戰(zhàn)略地位，分析比較了美國、俄羅斯和我國在空間武器，特別是反衛(wèi)星武器和彈道導彈防御武器方面的發(fā)展態(tài)勢。可為今后發(fā)展我國空間武器系統(tǒng)提供參考。

空間武器；反衛(wèi)星武器；激光；微波；動能武器

未來戰(zhàn)爭將會從陸海空擴展到地外空間，即成為空間戰(zhàn)爭或太空戰(zhàn)爭。隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束和衛(wèi)星電子技術(shù)的不斷發(fā)展，美俄等軍事大國把注意力集中在將空間作為常規(guī)戰(zhàn)爭的支持性場所。衛(wèi)星監(jiān)視和定位功能對信息化戰(zhàn)場的重要性無可比擬，從軍隊調(diào)動到精準武器制導都需要空間設施。因此，空間設施(衛(wèi)星和空間站)成為各大國的重要資產(chǎn)，攻擊對方的空間設施和保護自己的空間設施對于保持軍事優(yōu)勢是空間戰(zhàn)爭的重要使命。 冷戰(zhàn)時期，美蘇兩國都在發(fā)展核武器和洲際導彈。這些進攻性武器的使用足以使雙方同歸于盡。所以任何一方都不敢貿(mào)然行動，達到雙方的核平衡。這就是所謂的相互保證摧毀原則(Mutual Assured Destruction，MAD)。

空間戰(zhàn)爭包括地球表面(陸地、海洋和大氣層)對空間戰(zhàn)爭，例如攻擊軌道上的人造衛(wèi)星、空間飛行器和彈道導彈?？臻g戰(zhàn)爭還包括衛(wèi)星攻擊衛(wèi)星這樣的空間對空間戰(zhàn)爭和從軌道上的飛行器及衛(wèi)星直接攻擊陸地，海上或大氣層中目標的空間對地球戰(zhàn)爭。因此掌握空間的控制權(quán)，即制天權(quán)具有重要的戰(zhàn)略意義。為此各軍事大國都在空間技術(shù)和其他高科技發(fā)展的基礎(chǔ)上研制空間武器。

目前基本沒有發(fā)生真正的空間軍事對持行動。幾次空間軍事行動僅涉及訓練和演習。只有在伊拉克戰(zhàn)爭期間，美軍使用電磁武器，包括大功率微波，破壞和摧毀伊拉克電子系統(tǒng)[1]。2009年2月，在西伯利亞上空約790 km處。美國銥衛(wèi)星公司的“銥33”衛(wèi)星和俄羅斯的“宇宙-2251”軍用通信衛(wèi)星發(fā)生碰撞，這是空間軌道中首次發(fā)生的在軌衛(wèi)星相撞的偶然事件[2]。

空間武器按攻擊手段可分為常規(guī)武器、動能武器和定向能武器(微波、激光、高能粒子束和聲波)。定向能武器具有高度集中的能量，動能武器具有與核彈相同的TNT當量。此外還有用于電子戰(zhàn)的通信和全球定位方面的軍事裝備。限于篇幅，本文不涉及電子戰(zhàn)方面。

1 空間對空間武器

早期進行空間戰(zhàn)爭的研究是針對空間對空間戰(zhàn)爭，那時認為由于地球大氣和重力的影響，地球?qū)臻g的系統(tǒng)太慢。這方面的歷史可以追溯到20世紀60年代蘇聯(lián)開始實施的鉆石(Алмаз)計劃[3]。鉆石(Алмаз)計劃發(fā)射了一個秘密的軍事空間站，裝備了23 mm的自動加農(nóng)炮，發(fā)射達到 219～270 km的高度，NASA報告其最終軌道高度為268～272 km。該項目旨在使蘇軍有能力對衛(wèi)星進行在軌檢查和在必要時摧毀它們，防止敵方攻擊或劫持己方衛(wèi)星。這是一個高度秘密軍事空間站計劃，始于20世紀60年代初。1973年至1976年期間發(fā)射了3個軍用禮炮空間站：Салют 2，Салют 3和Салют 5。為了掩蓋方案的軍事性質(zhì)，三個發(fā)射的Алма з空間站改稱為民用的禮炮(Салют)空間站。除了自動加農(nóng)炮，還安裝了一個兆瓦級的二氧化碳激光武器。 Салют 2在進入軌道后不久就失敗了，但Салют3和Салют 5都進行了成功的載人測試。在Салют 5之后。三名搭載的乘員中只有一人成功登上載人聯(lián)盟 (союз) 14號; 第二名宇航員試圖進入聯(lián)盟15號，但未能成功。

類似地，美國進行了藍色雙子座(Blue Gemini)項目的試驗[4]，其中包括改進的Gemini膠囊小艙，實現(xiàn)能夠在空間軌道部署武器和執(zhí)行監(jiān)視的任務。藍色雙子座是美國空軍(USAF)項目，首先在1962年8月提出了七次雙子座航天飛行，使空軍能夠在載人軌道發(fā)展系統(tǒng)MODS推出之前獲得載人航天經(jīng)驗，這是一個使用雙子座航天器作為擺渡車的軍事空間站。美國在1962年還進行了“海星首領(lǐng)”(Starfish Prime)試驗[5]，當時美國在空間軌道引爆了地面發(fā)射的核武器，以測試電磁脈沖(Electro Magnetic Pulse.)的影響。結(jié)果造成美國和蘇聯(lián)的許多在軌衛(wèi)星失效和核輻射擴散的嚴重后果。 蘇聯(lián)也進行過類似的試驗。電磁脈沖試驗(EMP)的有害影響導致1967年美蘇英制訂了禁止在太空中使用核武器的“外層空間條約”(Outer Space Treaty)。

2 地球?qū)臻g武器

這主要是反衛(wèi)星武器和反導系統(tǒng)，包括陸基、海基和空基武器。反衛(wèi)星武器包括反衛(wèi)星導彈和反衛(wèi)星衛(wèi)星，后者屬于天基反衛(wèi)星武器，即空間對空間的武器。

在冷戰(zhàn)后期，蘇聯(lián)擁有比美國更強大的核打擊力量。1979年蘇聯(lián)入侵阿富汗，國際形勢處于蘇攻美守態(tài)勢。美國害怕核平衡被打破，需要建立有效的導彈防御系統(tǒng)，以保證其戰(zhàn)略核力量的生存和可靠的威懾能力，1983年3月23日的美國總統(tǒng)里根提出一個放棄“相互保證摧毀原則” (MAD)的戰(zhàn)略防御倡議(The Strategic Defense Initiative , SDI)，旨在保護美國不受彈道戰(zhàn)略核武器(洲際彈道導彈、戰(zhàn)略轟炸機和潛艇彈道導彈)的攻擊，這就是被戲稱的“星球大戰(zhàn)計劃”。該倡議將陸基單元和軌道部署平臺結(jié)合起來[6]。1984年美國國防部成立了戰(zhàn)略防御計劃署(Strategic Defense Initiative Organization, SDIO)，負責監(jiān)督戰(zhàn)略防御計劃的執(zhí)行。1985年美國軍方成立了美國空間司令部(United States Space Command)，2002年與美國戰(zhàn)略司令部(United States Strategic Command.)合并。由于過于龐大和技術(shù)上的困難，戰(zhàn)略防御計劃(SDI)受到了國內(nèi)廣泛的批評，預算被多次裁減。到20世紀90年代初，隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和核武庫迅速減少，美國國會不再支持SDI，這個耗資1000億美元的計劃于1993年正式結(jié)束，克林頓的行政部門調(diào)整了對戰(zhàn)區(qū)彈道導彈的工作，將戰(zhàn)略防御計劃署(SDIO)改名為彈道導彈防御署(Ballistic Missile Defense Organization, BMDO)。2002年小布什的行政部門更名BMDO為導彈防御局(Missile Defense Agency, MDA)。美國大力發(fā)展地面(陸基、?；涂栈?對空間的武器，先后建立了彈道導彈防御系統(tǒng)(Ballistic Missile Defense，BMD)、戰(zhàn)區(qū)導彈防御系統(tǒng)(Theater Missile Defense，TMD)、國家導彈防御系統(tǒng)(National Missile Defense，NMD)。國家導彈防御系統(tǒng)是美國用于在整個國家范圍抵擋外來洲際彈道導彈的反彈道導彈系統(tǒng)。這些入侵的導彈可以被其他的導彈，或者激光所攔截。它們可以被攔截于發(fā)射點附近(爬升階段)、飛行過程之中、或者是再入大氣層階段。多重殺傷車(MKV)是美國導彈防御計劃的一部分[7]，其目標是設計，開發(fā)和部署多個可以攔截和摧毀多種彈道導彈的小型動能彈頭，包括可能的誘餌目標[8、9]。美國戰(zhàn)區(qū)導彈防御系統(tǒng)分三個層次：一是低層防御系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠攔截大氣層內(nèi)相對低的飛行目標；二是高層防御系統(tǒng)，主要對付大氣層外的導彈目標；三是助推段防御系統(tǒng)，即對處在助推段的彈道導彈實施攔截。具體的分系統(tǒng)如下：

1) 陸軍PAC-3型“愛國者”導彈系統(tǒng)。這是美軍在海灣戰(zhàn)爭后重點改進的武器系統(tǒng)之一。經(jīng)過改進，“愛國者”導彈系統(tǒng)在雷達、通信、遙控發(fā)射等方面有了明顯的改善。目前PAC-3型“愛國者”導彈技術(shù)已經(jīng)成熟，在1991年的海灣戰(zhàn)爭中，美軍首次以“愛國者”導彈成功地攔截了伊拉克的“飛毛腿”導彈。

2)中距增程防空系統(tǒng)(MEADS)。它用于陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊戰(zhàn)役級或戰(zhàn)術(shù)級行動，屬低層防御系統(tǒng)，由美、德、意聯(lián)合研制。

3) 海軍區(qū)域防御(NAD)系統(tǒng)。它亦屬低層防御系統(tǒng)，主要由海軍現(xiàn)有的“宙斯盾”系統(tǒng)和“標準”導彈兩部分改進而成。主要改進了“宙斯盾”系統(tǒng)和“標準”導彈發(fā)現(xiàn)和跟蹤來襲戰(zhàn)術(shù)彈道導彈的能力。由于艦艇機動性強，戰(zhàn)時該系統(tǒng)將與陸基的反導彈系統(tǒng)合用，除保護軍隊外，還可保護港口基地和機場。

4) 陸軍戰(zhàn)區(qū)高空區(qū)域防御(THAAD)系統(tǒng)。這是高層防御系統(tǒng)的關(guān)鍵性部分。該系統(tǒng)由具有矢量推力的單級固體推進劑火箭發(fā)動機驅(qū)動。固體推進劑燃盡后，助推器與殺傷車(KV)分離, 后者攔截目標。在大氣層外機動，KV配備了波音開發(fā)的液體DACS(Divert and Attitude Control System, 轉(zhuǎn)向和姿態(tài)控制系統(tǒng))。KV直接撞擊目標。THAAD可以攔截高達150 km的彈道導彈目標。

5) 海軍全戰(zhàn)區(qū)防御”(NTWD)系統(tǒng)。屬于戰(zhàn)區(qū)導彈防御計劃的高層防御系統(tǒng)，可攔截位于外層空間的飛行目標，最低攔截高度為80 km，最高可達500 km，其基礎(chǔ)仍為海軍的“宙斯盾”系統(tǒng)和“標準”導彈。

6) 空軍助推段攔截系統(tǒng)。該系統(tǒng)設想在來襲導彈點火發(fā)射不久、尚未和助推器分離之前，由10 km上空的機載激光系統(tǒng)將直徑140cm的激光束射向敵方導彈，并將其摧毀于助推段，墜落于發(fā)射方的地面上。首架裝有激光武器的“波音747”飛機正在生產(chǎn)，預計3年內(nèi)投入使用。

7) 作戰(zhàn)管理與指揮、控制、通信和情報系統(tǒng)(BM/C3I)。這是戰(zhàn)區(qū)導彈防御系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。美軍正在研制和建立一種靈活、輕便、可靠的，包括衛(wèi)星、傳感器和計算機在內(nèi)的戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合導彈防御框架。

20世紀80年代中期，美國空軍一架F-15鷹式戰(zhàn)機擊落了一個555 km軌道上的通信衛(wèi)星P78-1[9]。2008年2月21日在格林威治時間上午3:26美國摧毀了其失效的衛(wèi)星USA-193[10]。

蘇聯(lián)早在1961年3月開始一項名為Istrebitel Sputnik(IS)的反衛(wèi)星武器計劃，IS系統(tǒng)是一種“共軌”系統(tǒng)，逐漸接近目標，在足夠靠近目標時引爆一枚彈頭將其獵殺。當目標衛(wèi)星的地面軌跡移到發(fā)射場上空時，導彈發(fā)射。 一旦探測到衛(wèi)星，導彈就會發(fā)射到靠近目標衛(wèi)星的軌道上。 起初使用UR-200火箭，后來改用旋風-2(Tsyklon-2)。期間共進行了23次試驗，在1970年2月完成世界上第一次成功攔截[11]，達到了32次命中(每次可以穿透100 mm的裝甲)[12]。該系統(tǒng)于1973年2月宣布運行。

從20世紀70年代開始試驗了大面積陸基的ASAT激光器，1975年10月18日，在莫斯科以南50 km處，蘇聯(lián)連續(xù)5次用氟化氫激光器照射了兩顆飛臨西伯利亞上空用以監(jiān)視洲際彈道導彈發(fā)射井的美國早期預警衛(wèi)星，使其紅外傳感器失效達4小時之久。由此推斷前蘇聯(lián)可能已經(jīng)擁有接近實戰(zhàn)部屬的反衛(wèi)星激光武器。在20世紀70和80年代間，發(fā)生了系列美國間諜衛(wèi)星事件，蘇聯(lián)在1976年的Fon項目下研究了定向能量武器。20世紀80年代初，蘇聯(lián)開始針對美國，發(fā)射改進的米格31(MiG-31)“獵狐犬”的反衛(wèi)星武器研究。蘇聯(lián)從1968 年到1983 年的15 年間, 在共軌式反衛(wèi)星武器方面投入大量人力物力, 共約進行了20 多次試驗, 攔截最高高度為2 000 km左右, 從地面發(fā)射到攔截衛(wèi)星的時間在1小時之內(nèi)。蘇聯(lián)從1983年以后停止了共軌式反衛(wèi)星的空間試驗活動，加大了激光反衛(wèi)星的研究。自1968年進行了一系列的高能氟化氘激光武器試驗, 80年代后期研制出了天基激光武器原理樣機,在聯(lián)盟號載人宇宙飛船上試驗了氟化氘衛(wèi)星激光武器。蘇聯(lián)/俄羅斯還研發(fā)了安裝在伊留辛 II-76MD運輸工具[13]上的二氧化碳氣體激光器。

蘇聯(lián)解體之后，俄羅斯為保持空間軍事優(yōu)勢，1992年8月10日成立了空間部隊(Космические войска России)，它于2001年6月1日成為俄羅斯軍隊的一個獨立部分， 2011年12月1日由俄羅斯航天國防軍(Войска воздушно-космической обороны ВВКО)取代。在20世紀80年代初，蘇聯(lián)已經(jīng)開發(fā)了兩架米格-31D(“獵狐者”)作為潛在Vympel反衛(wèi)星武器系統(tǒng)的發(fā)射平臺[14]。蘇聯(lián)解體后，由于國防費用減少，這個項目被擱置[15]。2009年8月，俄羅斯空軍宣布恢復這一方案[16-17]。俄羅斯空軍和空間部隊的Eduard Sigalov上校指出，俄羅斯正在“開發(fā)一種能夠破壞太空潛在目標的新武器”[18]。Sokol Eshelon是一個基于依柳辛A-60飛機的機載激光系統(tǒng)，據(jù)報道2012年重新啟動[19-20]。此消息為2016年5月俄塔斯社消息進一步證實[22]。

1981年俄羅斯開始研究天基反衛(wèi)星導彈, 它利用與“禮炮-7” 航天站對接的“ 宇宙-1276”號飛船試驗了紅外制導的反衛(wèi)星導彈, 這種小型的動能武器可以部署在航天站或者專用航天平臺上, 對敵方天基武器系統(tǒng)發(fā)起攻擊。2014年8月，美國媒體報道，俄羅斯“宇宙-2504”衛(wèi)星頻繁變軌并與微風上面級交會的消息，“宇宙-2504”具備較強的機動能力，可以使用激光或小型動能武器破壞航天器，無需使用炸藥或彈片摧毀目標，完成任務后可再攻擊下一個目標。

2015年11月18日，俄羅斯直接升空反衛(wèi)星導彈PL-19 “努多爾河”(Nudol)試驗成功。2016年5月，俄成功進行了A-235反衛(wèi)星導彈[21]，即新型的“努多爾河”導彈試驗，這種導彈可摧毀美國戰(zhàn)略通信衛(wèi)星、間諜衛(wèi)星與GPS導航衛(wèi)星[22]。俄羅斯的激光武器可以將數(shù)百米軌道上運行的敵方衛(wèi)星摧毀, 對1000米以上軌道的衛(wèi)星, 可以破壞其光學傳感器和姿態(tài)傳感器等部件。

文獻[23]介紹，我國第二炮兵于2015年12月31日升格為“火箭軍”。火箭軍與解放軍戰(zhàn)略支援部隊航天系統(tǒng)部是我國國防的戰(zhàn)略支撐，是維護我國國家安全的重要基石，我國在ASAT方面也取得很大進展。據(jù)外媒報道，我國開發(fā)了三類ASAT系統(tǒng)，第一類直接獵殺系統(tǒng)，是指以陸基或車載的導彈獵殺衛(wèi)星。這是一種動力殺傷系統(tǒng)，旨在物理性破壞或損壞衛(wèi)星，而不是電子干擾其軌道或任務。 我國2007年1月11日向老化的風云系列衛(wèi)星發(fā)射SC-19導彈并將其摧毀[24]，展示了將地面動力殺傷車發(fā)射到衛(wèi)星的能力。我國094型核動力潛艇也有能力發(fā)射SC-19或類似的導彈[25]。2015年10月30日在中國西部進行了動能-3 ASAT導彈測試。美方認為，動能-3將用于摧毀一直被認為是相對安全的高軌道衛(wèi)星，這一軌道距地面約20 000 km。當時美媒體驚呼動能-3反衛(wèi)星武器將使中國成為全球唯一具備摧毀全球定位系統(tǒng)的國家。第二類是自1995年以來一直在開發(fā)的定向能量武器，是一種高功率激光或微波武器，這是我國“新概念武器”計劃的一部分[26, 27]。我國的 “沉默獵人”激光武器，可以在1 000 m的距離燒穿5 mm裝甲鋼板。第三類是微衛(wèi)星系統(tǒng)，指其質(zhì)量大于10 kg，小于500 kg人造衛(wèi)星[28]。由于微衛(wèi)星與另一顆衛(wèi)星的相對速度較高，任何碰撞都會使兩顆衛(wèi)星毀傷。微型衛(wèi)星具有便宜，可操作性強和難跟蹤的優(yōu)點。 2001年，我國正在測試一顆寄生的微型衛(wèi)星，可以鎖定另一顆衛(wèi)星，并按照命令與鎖定的衛(wèi)星一起銷毀。2008年神舟-7釋放的BX-1型微型衛(wèi)星曾以危險的相對速度接近國際空間站，國際空間站及時避開[29-30]。這使國際上對中國使用微型衛(wèi)星作為動力殺傷ASAT系統(tǒng)的能力刮目相看。

2015年9月20日長征六號運載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功點火發(fā)射，將20顆微型衛(wèi)星送入太空，創(chuàng)中國一箭多星發(fā)射的新紀錄。

一般來說，由于空間碎片問題，爆炸和動力殺傷系統(tǒng)的使用受限于相對較低的高度，避免在軌道上產(chǎn)生凱斯勒(Kessler)效應。凱斯勒效應是指低地球軌道(LEO)中的物體和碎片的密度足夠高，使得相互間的碰撞會產(chǎn)生更多空間碎片，增加進一步碰撞的可能性，導致骨牌效應。碎片在軌道上的分布使空間活動和在特定軌道范圍內(nèi)的衛(wèi)星的作用受到限制。

反衛(wèi)星激光將發(fā)射物由彈頭換成激光束，擊中衛(wèi)星使其燒毀或損壞。該種武器只需布署在地面隱蔽位置，成本效益非常高，技術(shù)難點則是激光必須穿越大氣層打向太空，能量衰減問題和目標偵測瞄準問題是科技難點。在定向能武器中反衛(wèi)星激光武器技術(shù)較成熟。2008年4月22日，美國的諾斯羅普·格魯門公司宣布已經(jīng)成功地建造并測試了一種能夠產(chǎn)生100 kW光線的電激光器[31]。根據(jù)美國陸軍聯(lián)合大功率固態(tài)激光項目官Brian Strickland的說法，電激光器理論上是能夠被安裝在飛機，船舶或車輛中，因為它的輔助設備比化學激光器要少。1991年，美國陸軍導彈指揮部開發(fā)并實地測試了一種黃-橙-紅部分光譜的強化可調(diào)諧激光[32]。除了使用可見光，美軍在20世紀80年代進行了x射線激光器作為防御手段的試驗，這是一種天基激光器，但是失敗了，即所謂的卡布拉事件[33]。美空軍助推段攔截系統(tǒng)實為機載激光反導武器，已選定波音747作為載機平臺，計劃2008年7架反導飛機全部服役。

定向能武器又叫“束能武器”，可用在反衛(wèi)星武器中。除了利用激光束的能量，還可以利用粒子束、微波束、等離子束、聲波束的能量，產(chǎn)生高溫、電離、輻射、聲波等綜合效應。這種綜合效應無聲無息，因為在可見光譜之外的輻射光譜不可見[34]。光或輻射以及重力對其影響微乎其微，幾乎是完全直線軌跡，不受風向和科里奧利力的影響，其作用更加精準，可達整個視線范圍。與常規(guī)武器相比，它們的速度和射程要大得多，更適用于空間戰(zhàn)爭。它們僅受光束衍射和擴散的限制(這些會削弱功率和減少效果)，以及光束進入大氣層為大氣層吸收或發(fā)生散射。Dazzler通過強烈的定向輻射使目標暫時失明或迷向，其打擊目標包括光傳感器或人類視覺的激光武器[35]。

激光武器也有其致命弱點。激光束開始以大約 1 MJ/cm3的能量密度在大氣中引起等離子體擊穿。這種現(xiàn)象稱為“開花”現(xiàn)象, 使激光器將能量散焦并分散到周圍的空氣中。 如果空氣中有霧，煙霧或灰塵，開花現(xiàn)象可能會更嚴重。

激光武器是可以防范的，我國開發(fā)了一種可以使美國軍用激光束偏折的人工涂層。通過改變涂層材料的物理和化學性質(zhì)使激光束偏轉(zhuǎn)，反射或吸收。這種涂層可以對抗某些特定類型的激光器。涂層由不同的物質(zhì)制成，包括金屬，稀土，碳纖維，銀和鉆石，這些材料被加工成精細的光澤表面，針對特定的激光武器系統(tǒng)量身定做。開發(fā)激光防護比制造激光武器便宜得多[36]。

微波武器系統(tǒng)是一種采用強微波發(fā)射機、高增益天線以及其他配套設備的定向能武器系統(tǒng)，所發(fā)射出來的微波波束會聚在窄波束內(nèi)，以強大的能量殺傷、擊毀目標。其輻射的微波波束能量，要比雷達大幾個數(shù)量級。微波武器可殺傷人員。就其殺傷機理而言，有“非熱效應”與“熱效應”兩種”?！胺菬嵝笔抢?～13 mW/cm2的弱波照射人體，引起各種武器系統(tǒng)的操作人員煩躁、頭痛、神經(jīng)紊亂、記憶力衰退等心理變態(tài)，導致武器系統(tǒng)的操作失靈?！盁嵝眲t是利用強微波輻射人體，能量密度為20 W/cm2，照射時間為1～2 s，通過瞬時產(chǎn)生的高溫高熱，造成人員的死亡。微波束另一個特點是，它可以穿過縫隙、玻璃或纖維進入坦克裝甲車輛內(nèi)部，燒傷車輛內(nèi)的乘員。微波武器還可以使現(xiàn)代化武器系統(tǒng)中的電子設備及元器件損壞或失效。例如，EL / M-2080綠松雷達的有效輻射功率(ERP)使其能夠成為定向能武器，將雷達能量脈沖聚焦在目標導彈上。能量峰值通過天線或傳感器孔進入導彈，在那里微波束可以迷惑制導系統(tǒng)，擾亂計算機存儲器甚至燒毀敏感的電子部件[37]。用0.01～1 μW/cm2的弱微波能量，就可以干擾相應頻段的雷達和通信設備正常工作。

目前美國已研制能在微波波段產(chǎn)生千兆瓦脈沖功率的實驗型微波發(fā)射管，企望最終脈沖功率達到100 kMW。達到1 000～10 000 W/cm2的超強微波能量，在很短時間內(nèi)使目標受高熱而破壞，甚至能夠引爆武器中的炸藥等，使武器被毀壞。微波武器與激光束、粒子束武器相比作用距離更遠，受天氣影響更小，從而使對方相應對抗措施更加困難，可用于攻擊衛(wèi)星、彈道導彈，巡航導彈、飛機、艦艇、坦克、通信系統(tǒng)以及雷達、計算機設備，尤其是指揮通信樞鈕、作戰(zhàn)聯(lián)絡網(wǎng)等重要的信息戰(zhàn)節(jié)點和部位，或使目標遭受物理性破壞，喪失作戰(zhàn)效能，其破壞的程度達到不能修復。

微波武器目前存在的問題，一是對有核防護設施的目標無效。許多國家的軍用電子系統(tǒng)裝有對微波武器具有防范作用的防原子破壞設備；二是為了發(fā)揮微波武器的作用，其功率必須足夠大，這樣就可能對在一定范圍內(nèi)的友鄰部隊的電子系統(tǒng)構(gòu)成巨大威脅。為防止這一點，就必須采用高度定向的天線或利用地面屏蔽物；三是微波武器可能遭受反輻射導彈(ARM)的攻擊。ARM是一種尋的無線電和雷達信號的導彈。不言而喻，ARM是微波武器的天敵，但也有人持不同看法，認為微波武器功率很高，可事先引爆來犯導彈；并且微波武器也可影響ARM制導系統(tǒng)，破壞ARM對其的跟蹤而使其偏離航向。

粒子束武器使用原子或亞原子粒子的高能束，通過破壞目標的原子和/或分子結(jié)構(gòu)擊毀目標。 粒子束武器是一種定向能量武器，它使用質(zhì)量很小，可忽略不計的粒子在特定方向上聚焦引導能量。這理論上是可行的，但實際的武器尚未發(fā)現(xiàn)。大氣層中噴霧效應也是粒子束武器要克服的一個難題。噴霧效應導致瞄準目標的能量發(fā)散，使粒子束的使用精度降低。在帶電和中性粒子束中，當顆粒在熱振動或與空氣分子的作用相互碰撞發(fā)生熱性噴霧效應。 電噴霧效應僅在帶電粒子束中發(fā)生，因為類似電荷的離子彼此排斥。這種武器發(fā)射的脈沖粒子束含有1 kMJ的動能或更多，由于其接近光速(真空中的光速299,792,458 m/s)的速度與由武器產(chǎn)生的能量相結(jié)合，將使任何防御目標的現(xiàn)實防御手段無效[38]。

粒子束武器對目標的破壞能力比激光武器更強。其主要特點是穿透力強、能量集中，脈沖發(fā)射率高，能快速改變發(fā)射方向。粒子束武器分為兩大類：一類是在大氣中使用的帶電粒子束武器，它可以實施硬殺傷直接擊穿目標，也可以實施軟殺傷使裝備局部失效；另一類是在外層空間使用的中性粒子束武器，主要用于攔截助推段導彈，也可以攔截中段或再入段導彈，也可擊毀衛(wèi)星的關(guān)鍵部位。進入ASAT的實戰(zhàn)應用，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程擊毀衛(wèi)星和攔截彈道導彈，預計要到21世紀二、三十年代。

超聲波武器通過氣蝕和加熱影響人體組織。暴露在700 kHz至3.6 MHz頻率的高強度超聲可能會導致人體內(nèi)肺和腸損傷，導致嚴重的動脈顫動和心動過緩。高強度聲音使人的聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生疼痛可能會造成永久性失聰；暴露在低頻聲波可能導致明顯的空洞，低體溫和組織切剪。隨著強度的增加，傷害迅速增加。

3 空間對地球的武器

軌道武器是在環(huán)繞諸如行星或月亮之類的天體軌道上的任何武器。 截至2017年4月，還未見到運行的軌道武器系統(tǒng)，但幾個國家已經(jīng)部署軌道監(jiān)視網(wǎng)絡觀察其他國家或武裝部隊。如前所述，美國和蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)期間設計和發(fā)射了幾個軌道武器系統(tǒng)，他們要把核武器置于地球軌道上。在“外層空間條約”和“第二類條約”生效后，大規(guī)模殺傷性武器放置在空間軌道被禁止，大部分軌道武器的發(fā)展停止，但某些武器系統(tǒng)，如動力轟擊武器，不在限制之列，成為各軍事大國發(fā)展的內(nèi)容。

動力轟擊或動力軌道攻擊是用慣性彈頭攻擊行星，其破壞力來自具有非常高速度的彈頭撞擊的動能。這種戰(zhàn)術(shù)是在衛(wèi)星上放置帶有鎢或其他高硬度的金屬棒和定向推力系統(tǒng)的彈頭庫。當發(fā)出攻擊命令時，衛(wèi)星把其中一根棒從其軌道中拋出，使其進入與目標相交的亞軌道。金屬棒由于重力而接近橢圓軌道的近地點和目標時，獲得極大的速度，直到它在大氣中開始減速，在碰撞之前達到終點速度。金屬棒通常做成使空氣阻力最小和終端速度最大的形狀，同時其雷達截面最小。

動力轟擊的優(yōu)點是能夠以非常高的速度從非常高的位置投射彈頭，從而使被攻擊目標非常難以防御。此外，彈頭是非爆炸性的，最簡單的設計完全由實心的金屬棒構(gòu)成，昵稱“上帝之杖”[39]。早在上世紀90年代，美國就開展明亮卵石(Brilliant Pebbles)項目[40]和后來的Thor計劃等動能武器的研究。動力殺傷技術(shù)的武器系統(tǒng)，由地球軌道發(fā)射如電話桿大小鎢材質(zhì)彈體，以擊毀地面目標[41]。這個系統(tǒng)一般描述為“軌道上具有小翅片及后部制導計算機的鎢電話桿”。2003年美國空軍報告描述該系統(tǒng)是6.1 m長，0.3 m直徑的鎢棒，由衛(wèi)星控制，具有全局打擊能力，沖擊速度達10馬赫[42-43]。根據(jù)軌道和在軌道中的位置，系統(tǒng)在全球范圍從離軌和擊中目標只需幾分鐘， 無需部署導彈、戰(zhàn)機或其他運載器。

4 結(jié)語

本文分析比較了美國、俄羅斯和我國在空間武器，特別是反衛(wèi)星武器和彈道導彈防御武器方面的發(fā)展態(tài)勢，美俄都建立了從低空到高軌道的反衛(wèi)星武器和反彈道導彈防御系統(tǒng)。在空間武器發(fā)展，特別是反衛(wèi)星武器整體方面，我國與美俄還有一些差距，但在某些方面，我國已經(jīng)走在前面。

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(責任編輯周江川)

TheTrendofSpaceWeapon’sEvolution

LU Zhen1, FENG Xiangjing2

(1.School of Avtomation, Behang University, Beijing 100191, China; 2.Chinese Academy of Weapons Sciences, Beijing 100089, China)

Space weapons, especially anti-satellite weapons and anti-ballistic missile weapons, have an important strategic position to master the space in the future warfare. This paper analyzes and compares situation of the US, Russia and China in space weapons, mainly in anti-satellite weapons and ballistic missile defense weapons. As a matter of fact, this paper expects to provide some reference for the future development of China’s space weapon system.

space weapon; anti-satellite weapons; laser; microwave; kinetic energy weapon

2017-07-15；

：2017-07-30

陸震(1942—)，本刊編委，教授，博士生導師，主要從事機械電子工程、空間機器人研究。

10.11809/scbgxb2017.09.001

format:LU Zhen, FENG Xiangjing.The Trend of Space Weapon’s Evolution[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(9):1-7.

E08

：A

2096-2304(2017)09-0001-07

本文引用格式：陸震,馮向京.空間武器的發(fā)展態(tài)勢[J].兵器裝備工程學報，2017(9):1-7.