搶占優(yōu)勢—2017年世界軍用航天裝備與技術(shù)縱覽

郭彥江

空間在國家安全、經(jīng)濟(jì)社會發(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，受到世界軍事大國的高度重視。2017年，世界軍事航天持續(xù)發(fā)展，大中型運(yùn)載火箭研制順利，可重復(fù)使用運(yùn)載器進(jìn)入新階段；偵察、通信和導(dǎo)航衛(wèi)星星座不斷完善；空間態(tài)勢感知、在軌操作等控制空間技術(shù)的發(fā)展加劇了大國的競爭。

運(yùn)載技術(shù)向大推力、可重復(fù)性方向不斷發(fā)展

進(jìn)入空間是開展空間軍事活動(dòng)的基礎(chǔ)，是關(guān)鍵的軍事航天能力。2017年，世界主要航天國家繼續(xù)推進(jìn)新一代大中型航天運(yùn)載火箭研制，在一箭多星、可重復(fù)運(yùn)載火箭技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。

大中型運(yùn)載火箭技術(shù)研制順利。NASA航天發(fā)射系統(tǒng)（SLS）火箭首飛用的4臺RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)已完成飛行準(zhǔn)備工作，打算在2019年12月進(jìn)行首次飛行。軌道ATK公司完成下一代發(fā)射系統(tǒng)新型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體試驗(yàn)，將在2018年初和美國空軍共同確定是否將該項(xiàng)目推進(jìn)到下一個(gè)研制與試驗(yàn)階段。俄羅斯繼續(xù)推動(dòng)新型超重型運(yùn)載火箭的研制，計(jì)劃2025年后用于對月球或其它天體的環(huán)繞飛行任務(wù)。歐空局阿里安-6火箭研制順利，已完成了15項(xiàng)關(guān)鍵研制過程中的6項(xiàng)，將開始制造用于地面試驗(yàn)的火箭型號。阿里安-6火箭成功獲得首個(gè)發(fā)射訂單，計(jì)劃在2020年底至2021年中期發(fā)射4顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星。印度極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭成功實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)全球記錄的一箭104星的發(fā)射，具有更強(qiáng)運(yùn)載能力的地球同步軌道運(yùn)載火箭MK-3首次將衛(wèi)星送入太空，這是印度最大推力運(yùn)載火箭的第二次發(fā)射，在2014年12月進(jìn)行了一次亞軌道的飛行。

可重復(fù)使用運(yùn)載器發(fā)展進(jìn)入新階段。美國藍(lán)色起源公司成功完成BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)的首次熱點(diǎn)火試驗(yàn)，BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)采用液氧和液化天然氣作推進(jìn)劑，推力可達(dá)2445千牛，該發(fā)動(dòng)機(jī)是美國火神火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)的首選型號。BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)也將應(yīng)用在藍(lán)色起源公司下一代新格倫可重復(fù)使用火箭上，該箭第一級將采用7臺BE-4，第二級則將采用單臺BE-4，能把45噸有效載荷送入近地軌道，同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為13噸。獵鷹9火箭再次實(shí)現(xiàn)3天內(nèi)2次發(fā)射。獵鷹9火箭2017年已經(jīng)完成15次發(fā)射，也是該型火箭第18次成功回收火箭一級，火箭回收與重復(fù)使用技術(shù)進(jìn)一步成熟。DARPA選定波音公司作為試驗(yàn)性太空飛機(jī)項(xiàng)目的主承包商，開展實(shí)驗(yàn)性太空飛機(jī)XS-1項(xiàng)目的全部研制工作。波音將實(shí)驗(yàn)性太空飛機(jī)稱為“幻影快車”，原型機(jī)計(jì)劃在2020年亮相，幻影快車將具備把1360千克的載荷送入近地軌道的能力，每年發(fā)射10次以上的頻率下單次發(fā)射費(fèi)用不超過500萬美元。歐空局資助法國研發(fā)普羅米修斯可重復(fù)使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，計(jì)劃在三年內(nèi)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)測試。新西蘭研制的電子號火箭成功發(fā)射，火箭由于資控問題未將載荷送入預(yù)定軌道。電子號火箭具備將220千克載荷送入近地軌道的能力，而發(fā)射費(fèi)用只需要490萬美元。

利用空間能力步入升級換代新時(shí)期

軍用衛(wèi)星系統(tǒng)是戰(zhàn)場綜合信息系統(tǒng)的中樞，有效利用空間已成為形成一體化聯(lián)合作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。2017年，軍用衛(wèi)星繼續(xù)升級換代，偵察、導(dǎo)航、通信等領(lǐng)域衛(wèi)星及其應(yīng)用取得新進(jìn)展，激光通信等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展突破了傳統(tǒng)衛(wèi)星功能限制，將對未來衛(wèi)星的研制與應(yīng)用產(chǎn)生重大影響。

天基偵察能力不斷升級完善。美、俄、歐等繼續(xù)研制部署先進(jìn)的偵察衛(wèi)星。美國年內(nèi)4顆偵察衛(wèi)星發(fā)射升空，其中NROL-42是第三代號角號偵察衛(wèi)星星座中的第3顆，搭載天基紅外系統(tǒng)（SBIRS）HE-O4紅外光學(xué)偵察載荷，用于對北半球進(jìn)行彈道導(dǎo)彈發(fā)射監(jiān)控。俄羅斯授出5顆新一代雷達(dá)偵察衛(wèi)星的研制合同，首顆衛(wèi)星將在2019年發(fā)射。歐洲“哥白尼”計(jì)劃下的哨兵-2B監(jiān)測衛(wèi)星成功入軌，哨兵-5P也成功發(fā)射升空，哨兵-5P是哨兵系列迄今發(fā)射的第6顆衛(wèi)星，主要用于大氣成分監(jiān)測，NASA還簽出了哨兵-6A的發(fā)射合同，擬在2020年11月由獵鷹9全推力型火箭發(fā)射。印度發(fā)射了自行研制的制圖衛(wèi)星-2D和制圖衛(wèi)星-2E光學(xué)成像衛(wèi)星，2顆衛(wèi)星增加了多光譜相機(jī)，分辨率顯著提高。

通信衛(wèi)星正處于通信換代關(guān)鍵時(shí)期。各國繼續(xù)推進(jìn)高吞吐量、高速率、抗干擾的先進(jìn)通信衛(wèi)星系統(tǒng)的研制與部署，有效滿足未來作戰(zhàn)的通信需要。美海軍通信衛(wèi)星項(xiàng)目辦公室和洛克希德·馬丁第5顆移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)（MUOS）衛(wèi)星控制權(quán)移交給美海軍衛(wèi)星運(yùn)行中心，MUOS系統(tǒng)正式進(jìn)入運(yùn)營使用狀態(tài)。美國偵察局的新一代軍用數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星——衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)系列中的第2顆星NROL-52發(fā)射入軌。歐洲開始運(yùn)營世界首個(gè)商業(yè)空間激光通信系統(tǒng)，將滿足歐洲航天活動(dòng)對空間數(shù)據(jù)傳輸速率、傳輸量和實(shí)時(shí)性日益增長的需求；日本計(jì)劃將于2019年發(fā)射DRTS衛(wèi)星的新一代衛(wèi)星——采用激光鏈路的光數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，并決定于2020年服役。

競相謀求導(dǎo)航衛(wèi)星能力，但進(jìn)展不一。美、俄、歐三大導(dǎo)航系統(tǒng)加快部署與升級，印度也在積極發(fā)展區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。美軍第2顆GPS-3衛(wèi)星SV02已組裝完畢，并通過聲學(xué)環(huán)境測試、熱真空測試，將于2018年初交付至美國空軍。俄羅斯補(bǔ)發(fā)1顆格羅納斯-M衛(wèi)星，替代之前1顆失效衛(wèi)星，保持格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)的全球覆蓋；歐洲第15、16顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星開始工作，提升伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)能力和精度；印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)IRNSS-1H衛(wèi)星發(fā)射失敗，原子鐘故障頻繁，區(qū)域自主導(dǎo)航能力尚不成熟。

控制空間能力進(jìn)一步發(fā)展

空間態(tài)勢感知能力是洞察和掌控潛在對手空間活動(dòng)意圖與動(dòng)向、確保空間資產(chǎn)安全的關(guān)鍵，是進(jìn)行空間控制的基礎(chǔ)和前提。2017年，主要航天國家繼續(xù)推進(jìn)天地一體與覆蓋全軌道的空間態(tài)勢感知技術(shù)發(fā)展。

完善天基監(jiān)視系統(tǒng)。美國國防部作戰(zhàn)快速響應(yīng)空間系統(tǒng)（ORS）辦公室的ORS-5空間態(tài)勢感知衛(wèi)星搭載軌道ATK公司米諾陶4號火箭，從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角發(fā)射升空，將從近地軌道對地球同步軌道帶進(jìn)行掃描監(jiān)視。美國天基紅外系統(tǒng)第3顆地球同步軌道衛(wèi)星GEO-3發(fā)射升空，成為Block 10地面系統(tǒng)控制下開始運(yùn)行的首顆衛(wèi)星。美國空軍發(fā)布了天基紅外系統(tǒng)（SBIRS）后繼計(jì)劃的信息征詢，謀劃開發(fā)新型衛(wèi)星和地面控制系統(tǒng)，增強(qiáng)進(jìn)而替代原有SBIRS系統(tǒng)。

研發(fā)地基地球同步軌道空間態(tài)勢感知能力。美國情報(bào)高級研究計(jì)劃局（IARPA）發(fā)布Amon-Hen項(xiàng)目征詢書。該項(xiàng)目將研發(fā)空間態(tài)勢感知精確成像技術(shù)，使用地面設(shè)施對地球同步軌道物體進(jìn)行高分辨率成像。美國繼續(xù)推進(jìn)在南太平洋部署S頻段的太空籬笆（Space Fence）雷達(dá)系統(tǒng)，將在2018年服役。

美俄謀求更強(qiáng)在軌機(jī)動(dòng)操作能力。美國空軍同步空間態(tài)勢感知項(xiàng)目（GSSAP）進(jìn)展順利。GSSAP-3和GSSAP-4軍事偵察衛(wèi)星已投入運(yùn)行，具備在軌機(jī)動(dòng)能力，將提升美國空軍同步空間態(tài)勢感知能力。GSSAP-5和GSSAP-6軍事偵察衛(wèi)星將于2020年發(fā)射。俄羅斯宇宙-2519衛(wèi)星及其釋放的微小子衛(wèi)星對本國衛(wèi)星進(jìn)行在軌機(jī)動(dòng)，2013—2017年，俄羅斯多次利用小衛(wèi)星（宇宙-2491、宇宙-2499、宇宙-2504等）在近地軌道和地球同步軌道開展一系列在軌機(jī)動(dòng)操作，此次首次公開承認(rèn)利用天基平臺開展太空目標(biāo)監(jiān)視活動(dòng)，意味著俄小衛(wèi)星在軌機(jī)動(dòng)及抵近詳查技術(shù)已取得階段性成果。

穩(wěn)步推進(jìn)空間在軌服務(wù)項(xiàng)目。DARPA與空間系統(tǒng)勞拉公司簽署靜止軌道衛(wèi)星機(jī)器人服務(wù)（RSGS）項(xiàng)目合作協(xié)議，計(jì)劃在未來5年內(nèi)以公私合作方式發(fā)展地球同步軌道衛(wèi)星在軌檢查與維護(hù)技術(shù)，并進(jìn)行在軌演示驗(yàn)證。NASA授予加利福尼亞微重力工程公司一份太空增材制造項(xiàng)目合同，計(jì)劃在衛(wèi)星軌道上3D打印和組裝衛(wèi)星。

責(zé)任編輯：劉靖鑫endprint