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美利坚合众国看成空间态势感知世界的,U.S.A.陆

文章作者:军事要闻 上传时间:2019-09-14

  在日前举行的第34届太空研讨会上,美国空军航天司令部司令约翰·雷蒙德表示,美国空军正与美国国家侦察局在太空态势感知领域加强联系与合作。无独有偶,澳大利亚也于今年5月选中洛克希德·马丁公司研发的iSpace智能太空系统,用于自身太空态势感知能力建设。当前,空间能力已成为各军事大国放眼未来战场的“战略新高地”,太空态势感知主要包括对空间目标的探测、跟踪、识别和空间事件的评估、核实,就如同为战争开启了从太空看地球的“上帝之眼”。

图片 1 美国在轨部署的空间监视卫星

其实,要想成功实现导弹拦截——如同高速状态下“子弹打子弹”,知道来袭之敌究竟身处何处才是反击的关键。从某种意义上讲,除正常工作的卫星和近地空间的各类行星、彗星以及空间碎片外,经过太空的弹道导弹这一“匆匆过客”,同样是空间态势感知的重要目标。美军目前就加紧改进导弹预警系统,以积极实现导弹预警与空间态势感知的“强强联合”。

  对太空中的情况“了如指掌”

  早在1996年,美国就发射了“中段空间试验卫星”MSX。MSX上搭载的主要设备有:空间红外成像望远镜(SPIRIT Ⅲ)、紫外和可见光照相机(UVSI)和天基可见光传感器(SBV)。主要任务是对导弹中段的发现和跟踪,进行导弹中段预警。该项目1997年完成技术验证,并开始将项目和技术融入到空间目标监视系统中,1998年正式运行,2008年退出使用。MSX验证了新一代导弹预警和防御所用探测器技术,收集和统计了有价值的背景和目标数据,其成熟技术都将转换到新一代天基空间目标监视系统上。

早在2001年,美国就启动了空间态势感知倡议计划,并于2002年成立空间态势感知综合办公室,从国家层面研究空间态势感知的具体需求,建设和评估空间态势感知体系及具体能力。此后,美国空军加速整合空间态势感知网络,并于2007年启动了一体化空间态势感知计划,旨在通过构建面向空间对抗作战的空间态势感知体系,集成包括火箭发射探测跟踪、航天器监视跟踪以及空间环境监测等任务集群,形成面向空间对抗作战的全谱、近实时空间态势感知能力。美国作为空间态势感知领域的“领头羊”,目前已经具备对进入空间内的多种空间活动的态势感知能力,其低轨目标分辨率可达5厘米、静止轨道目标分辨率为50厘米,能跟踪所有在轨卫星和直径数厘米以上的空间碎片共计2.3万个,对所有在轨工作空间飞行器可谓“了如指掌”。

  随着美国在太空态势感知领域“功力”的不断提升,预计到2020年,美国在全球的空间感知盲区将显著缩小,甚至具备空间广域威胁告警与评估能力。未来,美国太空态势感知系统对低轨空间目标的探测和定位精度将分别提高到1厘米和10米,预测准确率将提高到99%,连“茫茫太空总的一粒尘埃”也不会放过。

  2011年2月4日,美国五角大楼公布了《美国国家安全太空战略》,该战略中明确提出:“我们将提高我们的情报能力,加强预测性感知、特征描述、预警以及责任归究,更好地监控太空领域内的活动。因此,太空态势感知和基础性情报将继续是最具优先性的事务,因为它们是我们保持了解自然干扰的能力,了解其它行为体能力、活动和意图的关键。”同时,美国还将太空感知能力作为领导和约束其他航天国家的重要手段,“美国是太空态势感知的领导者,可以使用其知识来促进合作化太空感知关系,支持安全的太空活动,并保护美国及盟国的太空能力和活动。”因此,美国不断加大空间态势感知系统的构建,在继续完善、增强地基空间目标监视系统的同时,加大了天基空间目标监视系统的建设。

在此基础上,在太空拥有巨额战争“筹码”的美国深感空间安全形势的“波谲云诡”,进一步提出了空间态势感知系统,并将其作为保障空间安全、保持空间军事优势的重要基石。早在2001年,美国就启动了空间态势感知倡议计划,并于2002年成立空间态势感知综合办公室,从国家层面研究空间态势感知的具体需求,建设和评估空间态势感知体系及具体能力。此后,美国空军加速整合空间态势感知网络,并于2007年启动了一体化空间态势感知计划,旨在通过构建面向空间对抗作战的空间态势感知体系,集成包括火箭发射探测跟踪、航天器监视跟踪以及空间环境监测等任务集群,形成面向空间对抗作战的全谱、近实时空间态势感知能力。2014年,美国空军进一步推进“联合太空运行中心任务系统”,实现了对空间态势感知的进一步集成,最终为现代化的空间态势感知提供了强劲的作战能力。

  在太空态势感知领域,谁也不甘落后。俄罗斯目前主要沿用部署于苏联时期的太空监视系统,未来将重点增强微小目标探测和空间目标特性分析实力,为空间攻防提供有力支撑。英国、法国等欧洲国家都拥有各自分立的空间目标监视系统,目前主要缺乏联网运行的整体规划。日本宇宙航空研究开发机构正在研制新型地基监视雷达,可用于探测直径10厘米的太空碎片,成为日本创建独立太空态势感知体制所迈出的第一步。

  与部署在低轨的SBSS系统不同,美国空军正在研制和部署的“轨道深空成像仪”(ODSI)系统则是一个由运行在地球静止轨道的成像卫星组成的卫星星座,其主要任务是执行空间目标识别,拍摄地球静止轨道空间目标的高分辨率图像,并实时或定期地提供相关信息,支持整个空间战场感知和空间对抗作战。2005年1月,波音、洛马和诺格3家公司通过竞标成为ODSI概念研究的合同商,按计划ODSI卫星将于2015年进行首次发射。

所谓空间态势感知,就是对所有发生在空间的事件、威胁、活动以及各类空间系统当前状态的了解与感知,进而可以使指挥决策和操作人员能够获取并维持在激烈太空博弈中的空间优势。从广义上讲,包括暂时飞过太空的弹道导弹、高低轨工作的卫星、废弃卫星和空间碎片、近地空间的各类行星等都是空间态势感知的对象。

  感知太空的步伐从未止步

  除上述大型的天基空间目标监视系统以外,美国空军还积极研制微小卫星,让其成为空间监视力量的重要组成部分。微小卫星成本低、研制周期短,可以在战时或紧急时刻及时发射,并且可以由多颗航天器组成星座或进行编队,完成对重点目标的及时准确跟踪监测。美军未来空间监视中微小卫星应用的方案包括:一、针对突然出现的可能有敌意的非合作空间目标,当其他天基、地基空间监视探测器无法获取所需的关于目标更为详细的信息时,可以使用微小卫星(包括在轨驻留的和及时响应发射的微小卫星)靠近目标,获取更为详细的目标特征数据,并推断非合作目标的意图。二、针对需要特别保护的合作空间资产,可以在其附近部署微卫星,监视受保护航天器周围环境,对威胁进行预警,判断该威胁是自然破坏还是人为攻击,并有效采取防御措施。目前美国可能用于空间目标监视的微小卫星项目主要有“近场自主评估防御钠星”(ANGELS)计划、“空间试验卫星”(XSS)计划和“小型轨道碎片探测、捕获与跟踪”(SODDAT)计划。

前不久,美国成功进行了首次洲际弹道导弹拦截测试,所使用的拦截导弹在外层空间通过直接撞击方式,摧毁了模拟“来袭”的洲际弹道导弹。

  作者:瑷敏工作室

  经过50多年的发展,美国建立了部署在全球多个地点,由30多部探测雷达、跟踪雷达、成像雷达、光学望远镜以及无源射频信号探测器组成的地基空间监视网,可以编目管理大部分空间目标。但总的来说,美国地基空间目标监视系统还不能充分满足美军空间态势感知和空间对抗的军事需求。一是还有覆盖盲区,二是地基观测设备受到天气、大气环境的影响较大,容易发生观测误差。

新闻背景

  助力“星球大战”般战力提升

  SBSS项目于2002年正式启动,主要目的是建立一个低地球轨道光学遥感卫星星座,拥有较强的轨道观测能力,重复观测周期短,并可全天候观测,可大幅度提高美国深空物体的探测能力。据称,SBSS系统将使美国对地球静止轨道卫星的跟踪能力提高50%,同时美国空间目标编目信息的更新周期由现在的5天左右缩短到2天,从而大大提高美军的空间态势感知能力。SBSS系统发展将分两个阶段进行:第一个阶段的目标是研制和部署SBSS系统10单元卫星提供一种过渡的空间监视能力,监视近地轨道物体;第二个阶段将部署由4颗SBSS卫星组成的卫星星座,并将应用更为先进的全球空间监视技术。预计于2015年SBSS系统成功部署后,美国将形成天地一体化空间监视系统。

从窥视太空到感知空间

图片 2

  从广义上来讲,空间的物体都是空间态势感知的对象,如暂时经过太空的战略导弹中段、高低轨工作卫星、废弃卫星、空间碎片,以及经过近地空间的小行星和彗星、深空的行星和恒星等。而从狭义上来讲,空间目标监视主要应用在空间对抗和空间安全维护上,因此天基深空探测部分不在空间态势感知的范围内,但在技术实现能力上近地空间目标监视和天基深空探测有很多相似的地方。

在感知空间之前,人们对于空间态势的了解还只停留在“窥视”阶段。美军的空间态势感知以1956年“贝克·纳恩”光学卫星追踪照相机为起点,开启了美军对空间目标的监视。经过几十年的发展,已经建成一个以地面雷达为主、配合少量天基设施的空间监视网。针对现有地面系统的覆盖盲区和观测误差等不足,尽快破解“坐地观天”的空间监视模式。美国从上个世纪九十年代开始,实施了包括“中段空间试验卫星”“空间试验卫星系统”在内的多项空间目标监视卫星项目以及“近场自主评估防御钠星”等微小卫星项目。其中,“中段空间试验卫星”项目本就是通过对导弹中段的发现和跟踪实现预警,为提升空间态势感知能力立下了“汗马功劳”。此外,美国空军研制的“天基红外系统”和“空间跟踪与监视系统”,尽管都是为实现导弹防御而生,但同样具有很强的天基空间监视能力。

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