大嘴狗杂志在线 - 免费杂志在线阅读!
logo
当前位置: > 军事文摘 > 美国太空战装备及太空战能力

美国太空战装备及太空战能力

时间:2018-09-12 分类:军事文摘 来源: 军事文摘2018年9期

郑向

2018年6月18日,美国总统特朗普突然宣布要创建独立的太空军。那么当前美国的太空军事力量实力如何?

美国对太空目标的硬杀伤能力

当前美国对太空目标的硬杀伤能力主要来自从20世纪90年代后逐步发展起来的弹道导弹防御系统,具体的大气层外反导导弹型号有三种:空军的陆基中段反导导弹(GBI)、海军的标准-3海基中段反导导弹、陆军的末段高空区域反导导弹(THAAD,音译为“萨德”)。

美国于1983年推出了“战略防御倡议”(SDI)计划,媒体称之为“星球大战”计划。1993年SDI被取消后,美国的战略防御系统经过多年的调整和发展,其核心能力当前已经演化成了陆基中段防御系统(GMD)。2017年年底美国总统特朗普在其《国家安全战略报告》中提出,美国将大幅升级弹道导弹防御系统。主要内容一是建设新的基地并增加陆基中段反导导弹的数量;二是在阿拉斯加和夏威夷各部署1部新型S波段预警雷达,以增强对中国的防御;三是研制并部署新的天基反导传感器系统,即低轨道天基红外系统,共24 颗卫星,用于精确跟踪太空中飞行的弹道导弹弹头并引导拦截器击中目标(该系统实际上是由SDI中的航天监视与跟踪系统演变而来,目前只部署了2颗验证卫星)。

GMD中的GBI是井基三级固体导弹,最大速度达8千米/秒,作战高度130~2000千米,最大作战距离超过4000千米。战斗部为大气层外杀伤拦截器(EKV),质量约55千克。EKV的导引头主要由1个可见光探测器和2个长波红外探测器等组成,对目标的最大探测距离可达1000千米以上。可见光探测器的作用有两个:一是用于星校准以便确定EKV在空间的方位,二是对阳光照射下的目标进行远距离捕获与跟踪。不过对目标的探测主要还是靠红外探测器。EKV的空间机动能力由10台小火箭发动机提供,其中4台为轨道控制发动机,6台为姿态控制发动机。GMD采用“四拦一,发射-观察-再发射”的战术,即先发射2枚导弹拦截来袭目标,然后观察拦截效果,如未命中目标,就再发射2枚导弹。作战流程大致是:当预警卫星发现敌方发射远程弹道导弹后,早期预警雷达和X波段雷达就开始搜索目标(靠前部署时,X波段雷达将比早期预警雷达更早发现目标),一旦捕捉到目标就立即建立跟踪并测量出目标轨迹参数的精确数据。设在科罗拉多州夏延山基地的作战指挥中心根据雷达(以及空间跟踪与监视系统,即低轨道天基红外系统)提供的信息为GBI装订目标数据,确定其飞行弹道和作战区域,然后发射导弹。GBI升空后,X波段雷达可以同时跟踪导弹和目标,并向导弹传送目标的高精度信息,以供导弹修正飞行路线使用。约3分钟后EKV与助推火箭分离,首先进行“星校准,确定自身的空间方位并通过调整把导引头对准目标方向,随后捕捉、跟踪和识别目标,之后EKV的制导设备将根据相关信息计算出正确的拦截弹道,控制10台小火箭工作,使EKV准确地飞向目标,直至与目标高速相撞。在相撞之前,EKV可以将相距很近的目标物体图像传送回指挥中心,以进行毁伤评估或帮助后续EKV区分弹头与诱饵及其他物体。

2008年2月21日,美国海军在夏威夷西部太平洋海域,从提康德罗加级巡洋舰伊利湖号上发射1枚标准-3导弹,将1颗247千米高度的失控侦察卫星USA-193击毁。从而证明反导导弹用于反卫星是确实可行的,所谓防御武器其实是攻防兼备的。反卫星的关键技术、手段有很多与大气层外反导是类似的。2011年4月15日,标准-3进行了一次最具挑战性的反导试验,成功拦截了射程超过3000千米的假想敌来袭导弹。目前的标准-3导弹可以打击中近程弹道导弹和低轨道卫星,将来经过不断改进后可以拦截洲际导弹。标准-3是三级固体导弹,采用惯性/GPS复合制导,速度3.5千米/秒,作战高度100~500千米,最大作战距离1200千米。战斗部为模块化自寻的轻型动能杀伤器(MK-142),质量仅约23千克,是目前世界上最小巧的外大气层杀伤器。该杀伤器其实就是SDI的遗产,原设想用天基电磁轨道炮来加速这种动能拦截器,速度可达10千米/秒,足以拦截中段飞行的洲际导弹。标准-3导弹发射后,第三级火箭在约60千米高度第一次脉冲点火(如果需要修正飞行,还可以进行第二次脉冲点火),导弹在90千米高度抛掉头罩,动能拦截器的导引头开始工作,当导引头捕捉到目标后拦截器就与弹体分离。MK-142采用长波红外成像制导,对典型战术弹道导弹的捕获距离为300千米。MK-142装有4.5千克燃料和10台小火箭发动机,可以进行变轨机动和修正位置误差。为了增大杀伤概率,MK-142在撞击目标之前,还将抛撒出自身携带的小型钨棒,共同打击来袭目标。但是标准-3导弹系统的最大弱点是无法识别假目标,不管是宙斯盾舰上的S波段AN/SPY-1相控阵雷达,还是MK-142上的单色红外探测器,都不具备目标识别能力。在实战中还需陆基X波段雷达或其他精密探测系统提供目标信息支持。而且标准-3导弹速度较低,对太空中的高速目标只能采取迎击的模式,不具备全向拦截能力。针对以上不足,美国海军近几年都进行了相应改进,如给导弹换装直径更大的火箭发动机,最大速度据称比基本型提高50%,拦截器导引头则换成双色红外传感器,具备一定的目标识别能力,但这些小修小补并不能从根本上解决问题。总的来说标准-3拦截性能落后的弹道导弹时把握较大,但要对付具有强大突防能力的先进弹道导弹则倍感吃力。

弹道导弹突破了中段反导系统的防御网后,就进入了末段高空区域防御系统(THAAD)的拦截范围。THAAD实际上也是从SDI中剥离出来的一个独立项目。THAAD导弹是单级固体导弹,采用惯性/指令修正复合制导,速度2.8千米/秒,作战高度40~150千米,最大作战距离200千米。战斗部为动能杀伤拦截器(KKV),质量约60千克,采用中波红外成像制导。和其他反导系统相比,THAAD的最大特点是它的作战高度——从大气层内的40千米跨越到大气层外的150千米,号称“全球惟一能在大气层内外拦截弹道导弹的陆基反导系统”。THAAD的基本作战单位是连,由2~3个连组成一个反导战斗营,这足以为一个陆军集团军的展开地域撑起可靠的空中保护伞。一个导弹连拥有3辆发射车(每辆发射车上装载8枚导弹),1部AN/TPY-2雷达,1套作战管理/指挥、控制、通信、情报系统。整套THAAD系统中,最大的亮点不是导弹,而是AN/TPY-2型X波段固态有源多功能相控阵雷达。该雷达性能十分强大,比预警雷达具有更好的波段分辨率,通过雷达成像可以达到很高的探测精度(能够识别弹头和诱饵),而且还可以通过空运、船运进行全球机动部署,仅1部就能完成探测、搜索、跟踪和目标识别等多项任务,还能为飞行中的导弹传输目标更新数据,对雷达反射截面积为1平方米的目标(相当于典型弹道导弹弹头)最大探测距离可达1200千米,有效制导距离500千米,对“过天顶”目标也能持续跟踪。THAAD的作战流程是:当预警卫星发现来袭导弹后,AN/TPY-2雷达进行远距离搜索,捕获目标后即对其进行跟踪,并把跟踪數据发送至作战管理系统,管理系统立即制定拦截方案并对导弹进行射击单元装订,随后导弹发射;AN/TPY-2雷达同时跟踪目标和导弹,并向导弹传送修正的目标数据,对导弹进行中段飞行制导,数分钟后动能拦截器被释放,进行自动寻的飞行,直至和目标相撞;在碰撞之前,KKV的红外成像导引头可以将目标图像信息传送给作战管理系统进行毁伤评估,如果没有命中目标,管理系统根据雷达和KKV提供的信息评估后将发射第2枚导弹实施拦截。这种作战方式称为射击—评估—射击。但是THAAD的拦截高度区间只有110千米,弹道导弹弹头穿过这段距离只需要30秒左右,显然留给第2次射击的时间是很紧张的。因此THAAD的改进方向是继续增大拦截高度和射程,采用两级火箭发动机,这样不仅可以增加第2次拦截的机会,还将具备反低轨卫星的能力。

美国太空军事力量指挥体系

那么对于庞大的太空军事力量美国是如何进行控制和指挥的呢?早在20世纪80年代,美国就建立了航天司令部,到2002年,航天司令部和战略司令部合并,成立新的美国战略司令部。新战略司令部职责主要包括:控制美国核力量、实施太空军事对抗、计算机网络对抗、战略预警和全球作战计划等。战时该司令部将负责美全球导弹防御的一体化作战指挥。战略司令部下辖空军航天司令部、海军网络与航天司令部、陆军导弹防御与航天司令部。由于美国90%的航天力量都归空军掌管,所以空军航天司令部就成了美国航天力量的主体。其遂行的主要任务包括太空力量支援、太空控制、力量增强、维护和使用美国的陆基洲际弹道导弹、计算机网络进攻与防御。空军航天司令部下辖第14航空队、第20航空队和太空与导弹系统中心。其中第14航空队是美军太空军事力量的骨干,负责美军在全球作战中航天力量的作战计划和具体部署,以及监视、预警、卫星指挥与控制在内的航天活动。其所辖的5个联队和1个联合航空航天作战中心共编有155个单位,被分布在全世界44处基地。其中第21航天联队是美国空军惟一一个为各大司令部和世界各地的美军作战部队提供全球导弹预警和太空能力的部队。该联队还负责对地球轨道上9500余件空间物体实施“不间断”的监视与跟踪,并将观测图像记录在其“空间目录”数据库中。

美国反太空能力评估

尽管太空作战的武器平台、战场空间和空中作战是不同的,但我们仍然可以通过空中作战的发展规律来推测太空作战的发展趋势。20世纪的空中作战经历了3个主要阶段:侦察与通信支援、争夺制空权和从空中对地球表面战场实施大规模攻击。因此太空作战也应该经历相似的3个阶段,先是提供太空信息支援,然后是争夺制天权,最后是形成对地球表面进行战略打击的能力。目前美国的太空作战能力应该是处在从第一阶段向第二阶段过渡的过程。由于冷战时期的高强度投入,美国在20世纪基本上完成了第一阶段,进入21世纪后则开始向第二阶段推进。

那么美国的反太空能力究竟如何?2015年兰德公司的研究报告《中美军事记分卡:兵力、地理以及不断变化的力量平衡(1997—2017)》对此类问题进行了评估,报告中对美国的反卫星作战能力进行了定性分析。截止到2015年1月31日,美国有526颗在轨运行卫星(其中30%为军用),其中情报、监视与侦察卫星45颗,导航卫星36颗,通信卫星320颗,地球观测卫星55颗,太空科学卫星18颗,技术开发卫星52颗。由于相关条约的限制和国际社会的反对,任何国家都很难明目张胆的大力研制和部署专门的反卫星武器系统,所以美国目前的反卫星能力还主要来自软杀伤手段。2002年美国空军就开始研制反卫星通信系统(CCS),这是一种对通信卫星实施机动干扰的系统,能够用射频干扰敌方卫星的上行/下行链路,阻断敌方的卫星通信。到2016年已经装备了至少7套,分别部署在新墨西哥州霍洛曼空军基地的第4太空控制中队和科罗拉多州彼得森空军基地的第76太空控制中队。此外美国研制的众多高能激光器也能对低轨道的光学侦察卫星实施致盲攻击。特别是美国装备在庞塞号船坞登陆舰上的一台30千瓦激光装置可以全球机动,是较理想的反低轨道卫星武器。美国对卫星的硬杀伤能力主要来自其已经部署的反导系统,因为在太空中反导弹所需要的跟踪、瞄准、制导等技术其实和反卫星是一样的。2008年美国海军就确实用1枚标准-3反导导弹击毁了一颗失效的低轨道侦察卫星,这说明反导系统只要稍加改进就能用于反卫星。就硬杀伤而言,卫星的轨道越高就越安全,在低轨道(高度300~2000千米)运行的主要是情报、监视与侦察卫星以及气象卫星等,这些太空目标受美国反导系统的威胁最大。对于运行在高轨道上的通信卫星和导航卫星来说基本不必担心受到硬杀伤,但美国强大的干扰能力对其构成很大威胁。近些年来某些地区军事大国开始部署海洋监视卫星,用于监控海上目标,这对美国航母战斗群构成了较大威胁,兰德报告认为使用电子干扰是反制此类卫星的有效手段。但因为这些海洋监视卫星主要监控西太平洋地区,并且运行在低轨道,覆盖范围小,如果要进行干扰,干扰装置就必须布置在目标区附近才能发挥作用,这样自身就很容易暴露并遭到攻击,所以风险很大。总的来讲,兰德报告认为以目前美国的反太空能力能够对地区军事大国的卫星系统构成中等程度的威胁,其中通信卫星受到的威胁最大,而且随着美国反卫星通信系统平台数量和性能的提高,这种威胁将持续上升。但要注意,美国的潜力是十分巨大的,如果真的成立太空军并下决心大幅增加投入,特别是研制并部署天基武器系统,那么美国的太空战硬杀伤能力很可能将得到跃升,可以明显和其他国家拉开距离。

结 语

综上所述,美国的太空战能力在提供太空信息支援方面已经非常全面、非常强大;在争夺制天权方面,美国目前主要依靠地基高速动能武器系统,不过离理想状态还有不小的距离;在天对地战略打击能力方面,美国也进行了探索,例如发展空天飞机和亚轨道高超音速飞行器等。太空作战武器装备和力量体系的建设,是人类历史上前所未有的巨型工程,所面臨的各种技术难题和障碍必定多如繁星,即使要达到冷战时期“星球大战”计划所构想的那种水平,也还有很长的距离要走。美国的反导技术路径,从20世纪50年代的地基核拦截,到80年代的天基拦截,再到21世纪初的地基动能拦截,每隔20~30年进行一次技术跃升,但结果都不很理想,未来可能还是要走天基定向能武器的技术路线,最终实现恐怕要到21世纪中叶了,跨越100年。到那时导弹核武器的战略地位才有可能大幅降低,或许有新的战略武器替代它的位置,从而展开新一轮的较量,永无止境。

责任编辑:张传良

浏览本期杂志: 军事文摘2018年9期