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美国反卫星武器最新发展动态

来源:九壹网
美国反卫星武器最新发展动态

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摘要:简述了美国反卫星武器的发展历程,解析了其最新发展动态,着重介绍了美国近来重点发展的几种反卫星武器,包括陆基动能反卫星武器、微小卫星反卫星武器、电子千扰反卫星武器、激光反卫星武器、高能微波反卫星武器、卫星捕获武器、太空作战快速反应能力的建设等。

关键词:美国反卫星武器 太空军事化 激光武器 最新发展动态 1. 引言

近年来,随着空间技术的发展和大国军事战略的改变,太空已成为未来战争中各国竞争的焦点,军用卫星在战争中的作用日益增强。卫星具有观察点高,范围大,速度快,不受国界、地理甚至时间和气象条件限制,能实时地进行监测和侦察等特点,成为现代战争中获取战场信息,实施全天候、全天时、全方位作战支援的主要手段和实施战略攻击的主要平台之一,是直接支援战场作战行动的不可替代的手段。

近年来美军在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争中对卫星依赖的程度,充分证明了这一点,如果能彻底摧毁美国的卫星体系,美国将完全丧失军事优势,其先进武器装备的作战效能将大打折扣。 因此,面对卫星作为空间侦察、通信、导航定位、攻击平台等带来的空间威胁,发展反卫星武器和开展卫星攻防技术战略研究成为各国开展空间竞争的主要方面,各种卫星也就成为将来各个国家军事行动中的主要攻击目标。

2. 美国反卫星武器的发展历程

美国反卫星武器历经了从简到繁、从低级到高级的发展过程。

从20世纪50年代到70年代中期主要以核弹头试验为主。在这一时期,美国的防御重点是解决反弹道导弹问题,因此立足于建立反弹道导弹系统。与此同时,美

国也利用已有的反导系统进行反卫星技术途径探索,并做了一些反卫星技术试验。由于这种武器造价高、附带损伤大和使用受到限制,从1989年起美国转向动能反卫星计划。 1989年,美国开始重点发展陆基直接上升式动能反卫星武器系统。反卫星导弹的动能杀伤拦截器于1994年成功地进行了地面捷联试验,并于1997年8月进行了首次悬浮飞行试验。1996年美国开始了一种新型反卫星武器的试验。这种反卫星导弹从地面发射,在导弹与卫星遭遇时,以一张巨大的聚酯板拍打卫星,使卫星内部的仪器失灵,而卫星仍保持完整的外形,从而可以减少空间碎片。

除动能武器外,美国也在积极发展定向能武器。1997年10月,美国陆军首次使用中红外先进化学激光器在新墨西哥州的白沙导弹靶场进行了摧毁在轨卫星的试验。另外,天基激光武器从1992年以来也进行了多次试验,技术上已达到了武器要求水平。 2000年,美国国防部拨款l 亿美元试验一种从太空攻击导弹或其它飞行目标的高能激光武器,同时,陆基激光反卫星武器具有对1500 km 以下的中低轨道卫星进行干扰和毁伤的作战能力。另外,美国从20世纪90年代后期起加紧了对高能微波武器和粒子束武器的研制。 3. 美国反卫星武器最新发展动态 近年来,美国一直致力于空间对抗武器装备的研制,加紧发展各种空间对抗武器,以保持美国在空间的绝对优势。除了

陆基动能反卫星武器以外,一些具有反卫星潜力的微小卫星的升空,反映了美国空间对抗已经由发展防御性空间对抗装备转变为大力发展进攻性空间对抗装备,也反映了美国反卫星武器的最新发展方向。 3.1 陆基动能反卫星武器

美国的陆基动能反卫星( KE-ASAT)项目将为美国提供攻击敌方卫星的能力,是美国空间对抗的重要武器装备。该系统由导弹和武器控制系统组成,其中导弹系统由助推器、杀伤飞行器、外罩和发射支持系统组成;武器控制系统由火力控制中心和任务控制单元组成。该项目始于1980 年,由陆军空间与导弹防御司令部负责。 2004年陆基KE-ASAT项目成为美国陆军正在建设的反外空应用技术(ACT)实验台计划的一部分,而负责单位转为美国航空与导弹研究、开发和工程中心。2004 年5月,该中心授予在阿拉巴马州北部亨茨维尔的Miltec 公司一项合同,用于ACT 的研究,合同价值1640 万美元。目标是2006年底在红石兵工厂建立一个实用的ACT 实验台。ACT 计划将鉴定早期动能反卫星计划提出的的方案,包括致盲或破坏性攻击2种可供选择的方案。这种方案曾被考虑用于最初设计的动能反卫星武器,即一个能使目标卫星脱离轨道的再人轨道辅助增强杀伤装置。

目前波音公司正在制造3个先进的拦截器,其中2个用于飞行试验,或者用于半实物仿真飞行与任务试验,据估计,2次飞行总共要花费大约6000万美元。第3 个拦截器用于地面试验或者备用。ACT计划在2004年和2005年的经费分别为750 万美元和1400 万美元。2006年5月,美国陆军又授予Miltec公司一份1245万美元的研究合同,确定了ACT 计划完成的时间节点,要求Miltec公司在2008 年3 月31日完成ACT 计划。

3.2 微小卫星反卫星武器

利用微小卫星作为反卫星武器已成为目前该领域的重要发展方向之一。美国的自动交会技术验证(DART)、试验卫星系列( XSS)、近地红外试验(NFIRE ) 和微卫星技术试验(MIxTEx)等卫星都有着强烈的军事背景。美国接二连三地试验具有反卫星能力的微小卫星,充分表明了美国在该领域强大的技术实力和今后的发展方向。

美国国家航空航天局( NASA)的DART项目计划在没有任何人员控制或宇航员帮助的情况下,对美国航天器接近其它航天器进行复杂机动时所需的传感器、推进系统及软件进行试验。

2005年4月15 日,DART卫星搭乘飞马座火箭发射升空,发射后成功地与目标航天器(废弃的卫星)进行了会合。试验中,DART 向距地760 km 上空的在轨运行卫星移动了近91m 。DART 在试验中撞击了目标,验证了一个完全由计算机控制的飞行器能够在太空中定位一颗卫星的能力。该试验最后因推进剂不足而提前结束,燃料耗尽的原因可能是发射30 min 时导航误差过大所致。

XSS系列是美国空军研究实验室(AFRL)、空军航天与导弹系统中心、海军研究实验室等机构联合开展的一项研究项目。该项目始于1997年12月,其目的是研究一种完全自主控制的微小卫星,这种卫星具有在轨检查、交会对接以及围绕轨道物体近距离机动的能力。

XSS-10 于2003年1月在卡纳维拉尔角由德尔塔一火箭成功发射人轨,主要验证应用于自主接近操作和导航中的一些关键操作理论和技术。XSS-11于2005年4月采用弥诺陶洛斯火箭从美国范登堡空军基地成功发射人轨。在为期12个月至18 个月的飞行中,卫星与6~8 个临近其轨道的美国退役的太空武器进行自主交会。2005年11月,XSS-11完成重大里程碑试验,与弥诺陶洛斯火箭的上面级在0 .5 km~1.5 km 的距离先后实现了3次交会。

XSS项目将利用多颗微小卫星执行近距离军事行动,即围绕其它卫星行动,以便执行监视和攻击等任务。

NFIRE 卫星计划由美国导弹防御局导弹防御空间实验中心负责。来自NFIRE 卫星的数据将有助于美国导弹防御局关于杀伤飞行器和跟踪助推段导弹防御传感器的选择,以及辅助改进陆基拦截器的引导和自导引能力。但是后来军方要求NFIRE卫星改造成一种反卫星武器。

2005年国会曾呼吁在该卫星上搭载杀伤器,取而代之的是一套德国制造的激光通信终端。为了回应国会的要求,2006年导弹防御局在NFIRE 卫星上安装了一个小型打击装置,这个装置利用物体穿越地球低轨道时产生的巨大动能(运行速度是子弹的7 倍)打击乃至摧毁附近的导弹或卫星。2005 年NFIRE 计划获得拨款6800万美元,2006年为1400 万美元,2007 年为3600万美元。

MIxTEx卫星是美国国防高级研究计划局(DARPA)和空军联合实施的微卫星验证科学技术计划的一部分。2006年6月21日,DARPA 从卡纳维拉尔角利用德尔塔-2火箭发射了2 颗MIxTEx卫星,每颗卫星的质量为225 kg 。由于属于保密计划,该卫星用途和技术指标以及同步轨道的定点位置均未公布。

MIxTEx卫星部署在地球同步轨道上,此距离以目前的陆基可见光观测设备或雷达是很难探测到的。现在只有美国的空间监视网能够可靠地探测到这2 颗卫星,这使得MIxTEx 卫星具有反隐身能力。MIxTEx 卫星上面级的推进能力和长寿命使卫星能够移动到地球同步轨道上任何位置,甚至围绕其它的卫星执行接近操作。

3.3 电子干扰反卫星武器

2004年10月29日,美国太空司令部向路透社披露,在9月底,美国空军已在位于科罗拉多州斯普林斯市的彼得森空军基地,将名为“反通信系统”的新型太空武器系统投入实战部署。该陆基卫星干扰

系统利用电磁能的无线电频率,在不烧毁敌人卫星通信系统部件的情况下,对敌方的卫星传输进行临时或可逆式的破坏。这标志着美国朝掌握太空控制权的方向迈出了重要一步。

美国太空司令部女发言人安吉· 布莱尔上校就此表示:“该系统具有可逆效应,它能保证在需要的时候,将敌人威胁己方的卫星能力大大降低。而在其它时候,敌人所使用的卫星性能又可恢复到原来状态。”目前,“反通信系统”由美太空司令部下辖的第76太空控制中队负责操作。 根据美国2003年11月拟定的长期太空战计划― 《改革飞行计划》 ,部署“反通信系统”可使美国空军在2011年前能够对敌人的天基通信系统随时进行干扰和破坏。据悉,“反通信系统”由美国诺格公司和哈里斯公司共同研制,已经有3套交付使用。“反通信系统”由天线、发射机和接收机组成,组装在一辆拖车内,可自由移动,具有很强的机动性。对于“反通信系统”的效能,美国国防信息研究中心副主任评论说,由于该系统只是暂时使卫星致盲,不存在因摧毁卫星而产生的碎片,这既不影响各国对太空的利用,又可极大增强美国的太空威慑力。

3.4 激光反卫星武器激光反卫星武器 按照其载体不同,可分为陆基、空基和天基激光反卫星武器。美国正在发展一种威力强大的陆基激光武器,它采用集束光束来摧毁在轨运行的敌方卫星和弹道导弹。2007年2月,在美国空军向国会递交的预算报告中,这项名为星火的计划得以公开。星火计划的总目标是获取制造高能激光武器的独特技术,并使用传感器、计算机及活动反射镜来抵消大气层的干扰。 目前,美国空军计划于近期在新墨西哥州星火光学靶场向一颗低轨道卫星发射激光,此次试验也将作为先进武器技术试验与发展计划的一部分。

机载激光武器(ABL)搭载于改装的波音747 和KC-135 运输机改装的激光飞机上,由强力激光和激光瞄准仪组成,主

要用于攻击并摧毁在助推段刚飞出大气层备宙斯盾的轻型外大气层射弹系统用来拦的弹道导弹和低轨道卫星等战略目标。 截射程在l000km~2000km 的弹道导弹。 2000年1月,美空军接收了第一架其拦截器采用标准防空导弹,该导弹头部用于ABL计划的B-747-400F试验飞机。 安装了轻型外大气层射弹战斗部,用来寻 2006年10月,诺格公司为导弹防御局的机载激光器研制的高能化学氧碘激光器(COIL)和信标照射激光器( BILL)完成了地面试验和升级。10月27 日,洛马公司宣布,机载激光器的全部集束光束控制/发射控制系统已通过一系列地面性能测试,满足了所有的与地面试验有关的性能需求。美国空军计划在2009 年之前部署7

架装有激光武器的飞机,该计划预计耗资

超过110 亿美元。

2006年7月,波音公司利用美空军研

究实验室在新墨西哥州科特空军基地的有

关设施,成功验证了空天中继镜系统

(ARMS ) 将激光束重新定向到目标的能

力,这标志着该系统的研制取得重大进展。此次试验的ARMS尺寸只有目标系统的

一半,最终的实战型ARMS 将由飞艇、

长航时飞机或太空飞行器搭载,与陆基、

空基和海基高能激光器配合使用,摧毁弹

道导弹、卫星等目标。

3.5 导弹防御系统

美国目前的陆基中段导弹防御系统和

舰载宙斯盾导弹防御系统均具有反卫星能力。虽然这些本来为远程弹道导弹防御系

统而研发的技术,可能在防御弹道导弹方

面并不是十分有效,却能够非常有效地用

于对付卫星,因为与导弹防御相比,攻击

卫星从许多方面看都是一项比较容易的任

务。

陆基中段导弹防御系统的拦截器的末

段速度为7km/s~8km/s。,如果垂直发射,拦截器可以把战斗部运到大约6000km 的

高度,而一般低轨道卫星的运行高度不到

1200 km ,因此,若用它拦截低轨道卫星,其射击区域可达数千公里的范围,从而能够攻击大多数通过美国本土上空的低轨道卫星。 美国正在发展的海基导弹防御系统主要用来对付来自海上弹道导弹的威胁。装

的来袭的导弹,并通过直接碰撞将其摧毁。该战斗部的末段速度为3km/s ,垂直发射时战斗部可到达400 km~500 km 的高度,因此可用作反卫星武器来攻击这一高度范围的卫星。由于拦截器可以机动,该系统实际上具有对该高度范围内卫星的全球覆盖攻击能力。 3.6 卫星捕获武器 2007年3月8日,美国成功发射了“双胞胎卫星”,开始进行旨在太空掳夺敌方卫星试验的“轨道快车”计划。4月16日进行了卫星捕获试验,即将此前发射的“双胞胎卫星”

― 未来星和太空自动化运输机器人― 实现两星分离,再由太空自动化运输机器人捕捉未来星。一旦锁定未来星且赶上,太空自动化运输机器人伸出机械臂,将未来星拉到“身边”,或者替未来星更换电池板和其它零部件,或者将其摧毁。目前还没有关于该试验的进一步报道。美国媒体表示,一旦试验成功,未来美国卫星可以在太空中任意捕获他国卫星,这无疑意味着美军再一次掌握了在太空中予取予夺的主导权。 3.7 高功率微波反卫星武器 高功率微波武器是美国正在积极研制的反卫星武器。这种武器可以破坏卫星的电子系统,主要攻击对象是敌方的通信卫星和电子侦察卫星。目前,高功率微波武器的研制正在由技术开发阶段向武器平台

阶段过渡。 3.8 太空作战快速反应能力的建设

雷锡恩公司表示,反卫星作战对美军构成了不对称的威胁,航天工业“迅速发射”领域的业务需求正在快速增加。言下之意,便是即使敌方能摧毁美国的卫星,可是美国只要拥有快速反应能力,能够迅速补充或修复被摧毁的卫星,那么美国的太空实力仍然不会受损。迅速发射小型卫星以替代被敌方击毁的卫星,其实也就是美国空军计划在未来5 年内,投资4 亿多美元来提升太空作战反应能力的核心内容之一。 4. 结束语

卫星将是21 世纪夺取制天权的主要空间系统,攻击敌方卫星和保护己方卫星是空间对抗的首要任务。为了争夺空间优势,保证国家安全,反卫星武器和卫星防御的竞赛将愈演愈烈。在正确地跟踪国外卫星先进技术的同时,还应积极发展我们自己的反卫星武器,为打赢未来高技术条件下的战争奠定基础。 参考文献

(1) 苑立伟,杨建军,阳家宏.美国反卫星武器综述.中国航天,2004 (10) : 38 -42 (2) 李强,赵新国,李鹏.卫星军用系统体系结构概念与方法研究.飞航导弹,2006 (7): 25-28

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