美開發(fā)下一代攔截器技術(shù)構(gòu)筑未來本土第一道防線

文/ 楊慧君

近日，美國導(dǎo)彈防御局授予諾·格公司和洛·馬公司總額達(dá)76億美元的合同，用于開發(fā)下一代攔截器技術(shù)，以取代老化、陳舊的現(xiàn)役陸基反導(dǎo)攔截彈，打造美國未來攔截洲際彈道導(dǎo)彈的第一道本土防線。那么，什么是下一代攔截器？與美國現(xiàn)役陸基反導(dǎo)攔截彈相比，下一代攔截器的優(yōu)勢在哪兒？

寄予厚望 任重道遠(yuǎn)

近日，美國導(dǎo)彈防御局宣布，分別授予諾·格公司和洛·馬公司下一代攔截器技術(shù)合同，合同金額分別為36.9億美元和39.3億美元，用于下一代攔截器的開發(fā)和飛行試驗(yàn)，并為最后一輪競標(biāo)做準(zhǔn)備。

美國導(dǎo)彈防御局副局長喬恩·希爾表示，下一代攔截器是陸基反導(dǎo)系統(tǒng)自2004年投入運(yùn)行以來，美國國防部首次對國土防御進(jìn)行全面技術(shù)評估的結(jié)果。

根據(jù)美國導(dǎo)彈防御局要求，下一代攔截器計劃不僅僅是開發(fā)新型大氣層外攔截器，而是要研制整個地基攔截彈，包括新型助推系統(tǒng)和大氣層外攔截器。合同要求下一代攔截器必須具備快速攔截功能，并可裝備多個攔截器，在必要情況下能同時摧毀多枚洲際彈道導(dǎo)彈，預(yù)計在2028年左右實(shí)現(xiàn)全面部署，可有效應(yīng)對2030年代乃至之后的預(yù)期威脅。

美國軍方各界也對下一代攔截器提出了更高要求，期望下一代攔截器能夠應(yīng)對新威脅，例如彈道導(dǎo)彈投放的誘餌，以及其他國家正在研制的高超聲速飛行器。盡管兩家公司未提供任何技術(shù)細(xì)節(jié)，但有媒體認(rèn)為，下一代攔截器很可能會尋求采用多目標(biāo)殺傷攔截器和新一代導(dǎo)引頭技術(shù)來識別和瞄準(zhǔn)威脅，能一次性摧毀多枚來襲洲際彈道導(dǎo)彈。

▲ 2019年3月25日，美國陸基反導(dǎo)導(dǎo)彈從范登堡空軍基地發(fā)射，進(jìn)行導(dǎo)彈攔截測試

2020年4月24日，美國導(dǎo)彈防御局正式發(fā)布下一代攔截器項目，并進(jìn)行公開招標(biāo)。諾·格公司、洛·馬公司和波音公司都提交了自己的方案，最終美國導(dǎo)彈防御局選定前兩家公司，要求他們開展競爭性研制，為最后一輪競標(biāo)做準(zhǔn)備。美國導(dǎo)彈防御局的5年預(yù)算計劃中，為下一代攔截器項目申請了49億美元，不包括采購資金，其中2021財年申請金額為6.641億美元。

但是，下一代攔截器計劃自公布以來，也受到來自美國各界的質(zhì)疑。美國國會一直在質(zhì)疑下一代攔截器計劃的可行性，包括成本、需求以及長達(dá)10年的研制周期。美國北美司令部認(rèn)為，朝鮮洲際彈道導(dǎo)彈最快可能在2025年威脅到美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。很多國會議員擔(dān)憂，在近10年的下一代攔截器發(fā)展和部署計劃中，美國將如何改進(jìn)現(xiàn)有的地基中段防御系統(tǒng)。

為打消各方的疑慮，美國導(dǎo)彈防御局在啟動下一代攔截器計劃的同時，提出了分層本土防御系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)3-2A攔截彈和薩德攔截彈，希望它們能在下一代攔截器服役之前，彌補(bǔ)本土攔截能力的不足。在美國導(dǎo)彈防御局設(shè)想的本土分層防御中：阿拉斯加州和加利福尼亞州部署的地基攔截彈擁有兩次中段攔截機(jī)會，一旦攔截失敗，宙斯盾反導(dǎo)系統(tǒng)將發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)3-2A攔截彈在敵方彈頭開始下降時進(jìn)行第三次攔截，薩德攔截彈將是最后一次攔截機(jī)會。

▲ 多目標(biāo)殺傷器概念圖

▲ 美國反導(dǎo)體系構(gòu)成圖

有效應(yīng)對 日趨完善

下一代攔截器屬于美國地基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，是美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的重要組成部分。美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)是伴隨著彈道導(dǎo)彈的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，旨在保護(hù)美國的陸基洲際導(dǎo)彈發(fā)射場、戰(zhàn)略空軍基地和指揮中心，其前身是1963年部署的哨兵系統(tǒng)。

1983年3月，美國里根政府提出了著名的“星球大戰(zhàn)”，首次提出通過建立太空和地面相結(jié)合的多層次導(dǎo)彈防御系統(tǒng)來應(yīng)對蘇聯(lián)的戰(zhàn)略核武器。隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和蘇聯(lián)解體，加上技術(shù)和經(jīng)費(fèi)的制約，美國逐漸以“彈道導(dǎo)彈防御”計劃取代“星球大戰(zhàn)”。

根據(jù)計劃，美國將打造兩套導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，保護(hù)美國海外駐軍及盟國和伙伴的“戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)”，以及保護(hù)美國本土的“國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)”。隨著大規(guī)模殺傷型武器和彈道導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展，美國將上述兩套導(dǎo)彈防御系統(tǒng)合二為一，并將美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)擴(kuò)展為由陸基導(dǎo)彈防御和?；鶎?dǎo)彈防御等不同攔截方式組成的多層次防御系統(tǒng)，重點(diǎn)放在美國本土的導(dǎo)彈防御上。

在對美國導(dǎo)彈防御現(xiàn)狀評估的基礎(chǔ)上，2010年2月美國政府出臺了《彈道導(dǎo)彈防御評估》報告。2019年1月，美國再次發(fā)布《導(dǎo)彈防御評估》報告，報告題目上刪除了“彈道”一詞，將威脅對象從彈道導(dǎo)彈威脅擴(kuò)展至包括巡航導(dǎo)彈和高超聲速武器在內(nèi)的所有導(dǎo)彈威脅。

報告要求，美國將建設(shè)一體化分層導(dǎo)彈防御能力，發(fā)展具有靈活性和適應(yīng)性的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更加緊密的攻防一體化和互操作性，構(gòu)建天基防御系統(tǒng)，以應(yīng)對包括高超聲速武器在內(nèi)的導(dǎo)彈威脅。

地基中段防御系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)就是針對有限的遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈攻擊，提供美國本土、阿拉斯加州和夏威夷的防御能力。美國地基中段防御系統(tǒng)由天基預(yù)警衛(wèi)星、改進(jìn)的早期預(yù)警雷達(dá)、前沿部署雷達(dá)、地基攔截彈和火力控制/通信網(wǎng)絡(luò)組成。

天基紅外預(yù)警衛(wèi)星對導(dǎo)彈進(jìn)行早期預(yù)警，前置AN/TPY-2雷達(dá)和宙斯盾SPY-1雷達(dá)進(jìn)行助推段探測跟蹤，AN/FPS-132升級預(yù)警雷達(dá)和?；鵛波段雷達(dá)進(jìn)行導(dǎo)彈跟蹤、分辨和識別，最終使用地基攔截彈摧毀來襲彈頭。

攔截彈作為反導(dǎo)系統(tǒng)中最后的“拳頭”，其打擊能力和作戰(zhàn)威力直接決定著反導(dǎo)系統(tǒng)的攔截效能。地基攔截彈起源于克林頓時期的國家導(dǎo)彈防御計劃，旨在對遠(yuǎn)程和洲際導(dǎo)彈進(jìn)行中段動能攔截，防止核彈頭碎片散落本土，造成次生的放射性危害。在交戰(zhàn)過程中，地基攔截彈依據(jù)地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，利用紅外導(dǎo)引頭完成目標(biāo)圖像的分辨和匹配，最終以動能撞擊的方式在大氣層外攔截來襲目標(biāo)。

▲ 正在進(jìn)行吊裝的位于阿拉斯加發(fā)射基地的GBI

匆忙上馬 備受詬病

美國現(xiàn)役的地基攔截彈由三級助推火箭和大氣層外攔截器載荷構(gòu)成，其中，助推器由ATK·軌道公司制造，負(fù)責(zé)將攔截器運(yùn)送到大氣層外的設(shè)定軌道上，賦予其較大的初始動能。大氣層外攔截器由美國雷錫恩公司研制，用于動能攔截威脅彈頭。根據(jù)其物理結(jié)構(gòu)劃分，大氣層外攔截器可分為機(jī)械控制單元、通信單元和傳感器單元，通過姿軌控制推進(jìn)系統(tǒng)飛向目標(biāo)導(dǎo)彈，完成“致命一擊”。

地基攔截彈計劃于1992年啟動，1997年進(jìn)行了第一次飛行試驗(yàn)。由于采取的是“邊研制、邊試驗(yàn)、邊生產(chǎn)、邊部署”的采辦策略，導(dǎo)致很多關(guān)鍵技術(shù)沒有經(jīng)過充分演示驗(yàn)證就倉促部署，嚴(yán)重影響了作戰(zhàn)有效性。截至目前，美國地基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)總共進(jìn)行了20次攔截飛行試驗(yàn)，12次成功，成功率僅為60%。如此不如人意的成功率，令地基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)備受詬病。

作為項目總承包商的波音公司一直在致力于地基攔截彈的改進(jìn)升級，已研制出了能力增強(qiáng)-1型攔截彈、能力增強(qiáng)-2型攔截彈和能力增強(qiáng)-IIBlock1型攔截彈。其外形尺寸和技術(shù)指標(biāo)完全相同，區(qū)別主要在于姿軌控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)?，F(xiàn)役的地基攔截彈長16.6米，直徑1.3米，重22.5噸，最大射程5000公里，射高2000公里，推進(jìn)時間超過200秒，其中，大氣層外攔截器長1.4米，直徑0.6米，重55公斤。

能力增強(qiáng)-IIBlock1攔截器是最新型號，使用替代型姿軌控制系統(tǒng)解決了姿軌控制問題，換裝新組件解決了制導(dǎo)故障和電源故障，改進(jìn)了電器系統(tǒng)，改善了慣性測量系統(tǒng)的可靠性，解決了部件老化問題，提高了部件的可維護(hù)性和生產(chǎn)率。

2019年3月25日，美國地基中段防御系統(tǒng)首次成功進(jìn)行了齊射攔截洲際彈道導(dǎo)彈試驗(yàn)。此次試驗(yàn)首次發(fā)射了2枚攔截彈，成功攔截了帶有干擾措施的遠(yuǎn)程導(dǎo)彈，是迄今為止地基中段防御系統(tǒng)最復(fù)雜的攔截試驗(yàn)。

自2004年開始部署以來，美國已在阿拉斯加州的格里利堡基地和加利福尼亞州的范登堡基地部署了44枚地基攔截彈，并計劃于2023年后將這一數(shù)量增加至64枚。同時，阿拉斯加州還具有擴(kuò)增40枚地基攔截彈的潛力。

其實(shí)，一直以來美國都在試圖擴(kuò)大地基中段攔截彈的部署版圖，計劃在本土東海岸新建第三個部署基地，目前已完成3個備選地點(diǎn)的環(huán)評報告。

這3個備選地點(diǎn)分別是紐約州的德拉姆堡基地、俄亥俄州的加菲爾德營聯(lián)合訓(xùn)練中心和密歇根州的卡斯特堡訓(xùn)練中心。2019年，美國新版《導(dǎo)彈防御評估》報告指出，今后會根據(jù)未來發(fā)展，綜合考量多方面因素后，做出增建決定，確定部署地點(diǎn)。

▲ 重新設(shè)計攔截器概念圖

持續(xù)改進(jìn) 更新?lián)Q代

雖然美國現(xiàn)役地基攔截彈存在可靠性差、裝備數(shù)量少、攔截威力不足等缺陷，但它確實(shí)是目前世界上唯一一種成功完成洲際導(dǎo)彈攔截試驗(yàn)的攔截彈，代表了美國反導(dǎo)武器的最高成就。因此，美國導(dǎo)彈防御局仍然寄希望于通過技術(shù)改進(jìn)提高其可靠性，重新設(shè)計殺傷器項目應(yīng)運(yùn)而生。

重新設(shè)計殺傷器項目也被稱為能力增強(qiáng)-III型攔截器，將具備更高的可靠性、可生產(chǎn)性、可測試性和更好的成本效益，最終將取代現(xiàn)役地基攔截彈中的能力增強(qiáng)-I型攔截器和能力增強(qiáng)-II型攔截器。

2015年，美國導(dǎo)彈防御局授予波音公司為期6年的開發(fā)和生產(chǎn)合同，要求波音公司在2020年前交付4枚地基攔截彈，2022年進(jìn)行首次飛行試驗(yàn)，2023年開展首次攔截試驗(yàn)。但是，2018年12月美國導(dǎo)彈防御局認(rèn)定，攔截器的“某些關(guān)鍵部件”沒有達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，并于2019年8月正式宣告重新設(shè)計殺傷器項目下馬。

為跳出“試驗(yàn)-失敗-查找原因-再試驗(yàn)-再失敗”的惡性循環(huán)怪圈，美國導(dǎo)彈防御局痛定思痛，不再滿足現(xiàn)有型號的修修補(bǔ)補(bǔ)，決定研制新型殺傷器，先后提出了多目標(biāo)殺傷器項目和下一代攔截器項目研究計劃。

▲ EKV動能彈頭原型

多目標(biāo)殺傷器項目旨在研制尺寸足夠小、威力足夠攔截多個目標(biāo)的殺傷器。這種殺傷器以多枚并裝的方式裝載在同一枚攔截彈上，用于攻擊目標(biāo)云中的多個可信目標(biāo)，減小地面雷達(dá)的目標(biāo)分辨壓力。每個殺傷器都配有三色紅外導(dǎo)引頭、姿軌控制系統(tǒng)和先進(jìn)目標(biāo)識別算法，是對抗多批次、多彈頭彈道導(dǎo)彈攻擊最有效的手段之一。

2015年8月，美國導(dǎo)彈防御局向波音公司、雷錫恩公司和洛·馬公司分別授予1000萬美元合同進(jìn)行概念研究。2017年3月，又向這3家公司追加了1.7億美元合同。根據(jù)發(fā)展規(guī)劃，多目標(biāo)殺傷器將在2025年～2030年間部署。這種武器一旦服役，將有效改變美國導(dǎo)彈防御體系結(jié)構(gòu)，提升導(dǎo)彈攔截的效費(fèi)比。

負(fù)責(zé)將攔截器助推至預(yù)設(shè)高度的助推器也是改進(jìn)的重點(diǎn)對象。為了增強(qiáng)導(dǎo)彈防御的靈活性，縮短發(fā)射和攔截時間，美國一直在堅持研制兩級助推器攔截彈，未來計劃研制兩級/三級可選助推器，計劃今年開展飛行試驗(yàn)。如果成功，美國導(dǎo)彈防御局將裝備由兩級/三級可選助推器和下一代殺傷器組裝而成的新型地基攔截彈。

作為對現(xiàn)有地基、?；揽辗磳?dǎo)力量的補(bǔ)充，美國計劃重啟天基攔截探索研究，打造天基反導(dǎo)能力。相比地基和?；鶖r截彈，天基攔截彈具有全球部署、早期發(fā)現(xiàn)、助推段防御等潛在優(yōu)勢。

未來，美國將繼續(xù)發(fā)展一體化分層反導(dǎo)系統(tǒng)，研制新一代地基攔截彈，發(fā)展分層本土防御系統(tǒng)，提升本土攔截能力。通過發(fā)展具有靈活性和適應(yīng)性的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更緊密的攻防一體化和互操作性，構(gòu)建天基防御系統(tǒng)，以有效應(yīng)對包括高超聲速滑翔武器在內(nèi)的導(dǎo)彈威脅。而被賦予眾望的新一代地基攔截彈計劃是否能夠如期順利開展，并擔(dān)負(fù)起保衛(wèi)美國本土重任，使其免受來襲導(dǎo)彈的打擊，值得大家高度關(guān)注。