当前,战争模式呈现快速变化趋势,太空侦察系统是产生这种变化的必要条件。为了在战争中取得优势地位,美针对目前存在的问题,加快太空侦察系统建设。

一、美侦察系统目前存在的问题

(一)无法覆盖世界上所有的范围

美认为,对全球覆盖,避免地面雷达和空间卫星监测的范围出现空白应是当务之急。如果卫星探测到导弹发射,但随后失去对导弹的跟踪,则需其他卫星或雷达接收并传输数据,或者重新捕获目标。虽然目前的太空架构与陆基导弹跟踪雷达紧密相连,但两者都有需要填补的空白。美太空司令部作为全球传感器的主管部门,提出要填补这些空白,并为所有领域的导弹预警提供所需求的信号。美认为,随着对手开发低空飞行和具有较低热信号的可机动导弹,跟踪和重新获取信号正变得愈加困难。由于目前的地基雷达是向上探测的,低空飞行的巡航导弹不像弹道导弹那样容易被跟踪,因此,通过增加近地轨道跟踪卫星,以及引入中地轨道后备星座可以使这一问题得到解决。

(二)在温暖的地球表面导弹的热信号不易辨别

针对这一情况,美认为必须发展空间传感技术,以便更好地跟踪飞行中的导弹。这项技术不同于其他基于太空的监视,传感技术通过观察寒冷的太空来寻找寒冷的物体。目前这项工作正在开发进行中,但如果传感器的发展速度落后于发射时间的话,可能会错过国防部这次对太空侦察系统的改进步伐。

(三)无法及时向世界各地的指挥中心提供发射信号

美太空发展局对此提出了解决方案。太空体系架构中,在传输层中低地球轨道中有300~500颗卫星之间的星座,目的是在全球范围内提供有保证的、有弹性的、低延迟的数据和连接。此外,美国太空作战分析中心已经开始进行空间数据传输设计,旨在完全通过空间路由数据,最终减少对地面系统以及脆弱的地下和海底电缆的依赖。这两项工作都在考虑软件改进和机载处理的方式,这种方式可自动推荐针对目标的解决方案,然后通过战术数据链直接将方案传递给导弹防御系统,以此获得最大杀伤概率。

二、美太空侦察系统建设现状

(一)总体架构情况

美太空发展局响应加强国防架构的呼吁,把重点放在导弹预警和导弹跟踪的可塑性和生存性上,根据美国防部预算情况,从2022财年到2023财年,用于太空侦察系统的预算增加41%,资金增加了71亿美元。卫星星座、远程雷达能力和通信技术的改进,将使太空部队成为世界上导弹预警、导弹识别和导弹防御的主导力量。2023财年太空部队预算需求中有10亿美元的额外资金,专门用于加强具有可塑性的导弹预警和导弹跟踪能力。该能力是指一种多轨道、多层级的综合系统,用以增强冗余性和可塑性。于2021年成立的美国太空作战分析中心,已经预先规划出未来导弹预警和导弹跟踪架构,并推荐了一个由135颗低地球轨道(LEO)卫星和16颗中地球轨道(MEO)卫星组成的架构。这种新架构将增强现有的天基红外系统(SBIRS)和正在进行的下一代过顶持久红外传感器(OPIR)星座在地球静止轨道和高椭圆轨道上的性能。天基红外系统和下一代过顶持久红外传感器可以对全球持续覆盖,对近地轨道和中地球轨道卫星跟踪导弹的飞行路径,探测发射进行预警,通过分析发热情况识别导弹性能,提示低地球轨道卫星跟踪其路径。中地球轨道卫星将作为备份对其进行跟踪。

(二)低地球轨道项目情况

在低地球轨道项目中,从2022财年到2023财年,预算中有4.998亿美元用于跟踪层建设,该层使用太空发展局的新型宽视场红外传感器和导弹防御局的新型中视场高超声速和弹道空间传感器(HBTSS),用于跟踪传统弹道导弹和微光高超声速导弹。太空发展局计划在2023年发射8颗作为原型示范(第0期),到2025年,135颗中的28颗将进入轨道(第1期)。导弹防御局计划在2023年发射2个弹道空间传感器的原型机。

(三)中地球轨道项目情况

由于在中地球轨道部署的卫星可提供合理的覆盖范围,而且与近地轨道和地球同步轨道一样,反卫星威胁较少,所以太空发展局在中地球轨道也部署了一些卫星,以便在一层或多层遭到攻击时增加备份,提供更多的可用性。另外,太空部队的目标是在2023财年,用1.391亿美元建设太空司令部位于中地球轨道的导弹预警系统;在2028财年前,使16颗中地球轨道卫星中的4颗进入轨道。

(四)地面系统及数据融合情况

太空发展局计划用3.906亿美元开发地面系统,以便与这些近地轨道和中地轨道卫星进行数据传输。目前,所有轨道的卫星将利用联合过顶持久红外传感器地面系统进行数据合成与融合,然后传输数据,为导弹防御发射创建目标数据包。

(五)该系统架构最终可实现的功能

美正在建设的这种天基系统,最终将能够完成探测、识别、跟踪,并且能为地面、空中和天基武器提供发射解决方案,以防御在世界任何地方发射的各种类型的导弹,如弹道导弹、高超声速导弹、远程精确导弹,甚至是反卫星导弹,该系统都可以非常迅速地加以识别。在地球静止轨道卫星探测到导弹并向地面传感器发出预警后,太空发展局的跟踪层将保持对目标的监视,弹道空间传感器将火控目标数据传输给导弹防御发射器,包括“陆基中段防御系统”“宙斯盾”“萨德”以及未来的天基武器,以此完成对威胁目标的拦截攻击。

三、美太空侦察系统发展规划

(一)直接支持联合全域指挥和控制(JADC2)

对于美太空侦察系统以后的发展情况,美太空发展局在国防部联合作战概念指导下,制定了如何与导弹防御系统相互作用,以及其他的太空能力开发。联合作战概念是描述未来作战环境和联合部队未来如何运作的系列机密文件,其主要内容是联合全域指挥和控制,目的是将美国所有现役的传感器连接到一个单一的网络中。太空作战分析中心的导弹预警/导弹跟踪和数据传输设计将成为两个主要驱动因素,直接支持联合全域指挥和控制结构,该空间结构升级后可更好地用于支持现在和未来的全球导弹防御需求。

(二)发挥美太空司令部的重要作用

美太空司令部将在太空侦察方面发挥重要作用,其责任范围无限大,并将与其他联合司令部相连接。美太空司令部将成为真正的全球集成部门,把从传感器获取的信号及时传输,用以支持导弹防御。所有其他的联合司令部,特别是如今的印太司令部、北方司令部和欧洲司令部,都将依赖太空司令部为世界上的导弹防御发射器提供目标信息。2022年3月,太空司令部司令吉姆·迪金森将军向参议院军事委员会作证时指出,美太空司令部正在积极整合陆海军移动式雷达监视-2、海基x波段雷达以及“宙斯盾”雷达平台等非传统传感器。该司令部2023财年的首要任务是提供安全、可靠和可持续的能力,这将对所有其他领域的任务保障都将大有帮助。除美国联合部队外,其他30个盟国也将依靠导弹预警数据进行本国防御。最近加拿大宣布将加入北约(NATO)其他27个成员国、澳大利亚、日本和韩国的弹道导弹防御计划中。另外,太空部队还将吸纳其他3个设计及开发单位,这种组织的合并将使太空部队在直接支持导弹防御系统方面发挥更大作用。

结束语

美目前正在倡导和开发的功能强大的太空体系架构,将使美国的天基侦察力量有一个质的飞跃,最终从太空这一战略高地支持美国及其盟友的导弹防御能力。

(来源:北京航天情报与信息研究所,朱月焕

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