浅析美军空间装备发展

(整期优先)网络出版时间:2021-07-19
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浅析美军空间装备发展

郑兆岚

国防大学联合勤务学院 北京 100000

进入21世纪,随着新的安全威胁和不稳定因素不断出现,太空在军事领域的作用愈加凸显,已经成为大国竞争的战略制高点,控制外层空间,夺取制天权以获得信息优势,在军事斗争中有着重要意义。美军在空间装备领域是全球的领跑者,其空间装备的发展趋势及特点也一直牵动着世界各国的神经。

一、美军空间装备发展趋势

(一)提升空间态势感知能力

当前,美军拥有全球最庞大、最完善也是最先进的天基态势感知体系。近年来,地球同步轨道空间态势感知计划、全球定位系统、天基红外系统等多个天基态势感知系统仍在不断发展和完善,以期构建全方位、多层次的态势感知体系。全球定位系统已经进入第三代建设,由24颗卫星组成,预计于2025年组网完成,精度、寿命、抗干扰能力都将成倍提升。天基红外系统单颗卫星采办成本32亿美元,当前在轨4颗,第五颗、第六颗正在进行地面测试,计划于2021年和2022年分别发射。其长远目标为实现由4颗高椭圆轨道卫星和6颗静止轨道卫星组成的系统,为美军弹道导弹防御系统提供有力支撑。

(二)增强空间装备体系弹性

2011年,美国国防部《国家安全太空战略》首次提出弹性概念;后续发布的《弹性与分解式空间体系架构》白皮书进一步阐述了美军的弹性空间体系。2016年《太空整体愿景》,要求2030年前建立新型弹性空间体系架构。为推动这一目标实现,美国国防高级研究计划局于2018年4月启动了“黑杰克”计划,旨在研究近地轨道卫星星座以及低成本卫星网的军事效用。根据国防高级研究计划局在2021财年的预算,“黑杰克”项目预算增长约30%,足见美方对该项目的重视。此外,美国还依托商业公司SpaceX,于2015年启动“星链”计划,将1.2万颗小卫星部署至近地轨道,为美军提供全球互联网服务,该项目未来也存在承担其他军事任务的可能。

(三)研发新型空间对抗平台

自20世纪60年代起,美军就开始研发空间对抗平台,即空天飞机,受制于经济、技术等因素,这一目标在近年来才得以逐步实现。历经X-15、X-24、X-30、X-33等型号的发展,当前这一领域的代表性装备是X-37B空天飞机。X-37B于2010年4月首次试飞成功,共进行6次飞行实验,最长在轨天数超过700天,在未来还将进一步提升至2000天以上。虽然美军一直声称X-37B是单纯的空间实验平台,但是在近期进行的第六次太空飞行中,X-37B搭载的载荷进行了太阳能微波传输试验,这一试验可以看作天基激光武器的先期验证。

二、美军空间装备发展特点分析

(一)以顶层设计牵引

通过近期美军一系列动作和颁布的文件,可以看出美军十分重视空间装备发展的顶层设计,从战略高度为空间装备发展规划布局,以清晰的任务引领资源的统筹利用,以尽快实现空间装备建设目标。2019年12月20日,美国将各军种太空力量转隶集中,正式成立太空军,内设太空作战司令部、太空系统司令部、太空训练与备战司令部,从空间装备的能力需求、训练部署到作战指挥,都实现了集中统一领导。2020年6月17日,美国国防部发布《国防太空战略》提出,要提高美国太空体系的弹性、加强威慑和作战选择、改进基础能力等要求,为美军的空间装备发展路线划定方向。在美国国家战略、军事战略的规划,以及体制和运行机制的配合下,美军空间装备发展得以按照其规划有序前行。

(二)以技术创新推动

航天领域一向是先进技术的高地,而空间装备则蕴含着航天领域最尖端的科技。技术的进步与突破,可以带动航天领域特别是空间装备的发展。美军依托国防部内设机构DARPA,一直在通过一系列颠覆性技术引领美军空间装备的发展,保持美国对其他国家的压倒性优势。1959年6月,美军将“发现者3号”送入太空,其执行的太空侦察试验任务“科罗娜”,是美国首次天基卫星侦察试验,测试了从太空中对苏联进行侦察拍照的可行性。时至今日,其天基侦察的模式仍在被全世界沿用,未发生本质改变。家喻户晓的全球定位系统,源自DARPA在20世纪50年代末启动的“Transit”项目,旨在为美国海军舰船提供定位服务,1973年DARPA在“Transit”的基础上整合海、空军的定位导航系统,最终形成了当今的GPS。当前,美军仍然在空天飞机、可回收火箭、临近空间飞行器等领域继续引领世界空间装备的技术革新。

(三)以实际运用检验

美军空间装备的建设,其最终目的还是为作战服务。美军长期以来一直重视在作战中对空间装备进行运用和检验,通过近几十年的多次战争和演习,逐步形成了多位态势感知、全域信息控制的能力,极大提升了美军的作战能力。例如,美军每两年举行一次的“施里弗”航天作战军事演习,为期4-8天,模拟从双方冲突开始,直至战争爆发、升级,最终引入航天作战的全过程,能够全面训练美军对于空间装备的指挥与配合。在“海神之矛”行动中,美军依托空间装备实现了对本·拉登住所的精准侦察和监视,在后续的特种作战行动中,实现从白宫到中东的可视化实时指挥,展示了其全球“点名”式精准信息获取能力。

三、美军空间装备发展对国际空间安全的影响

(一)空间信息不对称

依托庞大而完善的天基态势感知体系,美军有能力对绝大部分空间目标进行监视和编目管理,能够探测到近地轨道上直径大于10厘米和地球同步轨道上直径大于30厘米的目标,并识别其所属国家、能力和状态。自2014年以来,美军地球同步轨道空间态势感知计划的卫星共实施数百次轨道机动,对世界各国在轨卫星实施抵近侦察,最近时仅相距10千米。当前,美军的太空监视网每天进行数万次针对卫星的监视活动,全球的卫星发射、在轨运行、轨道机动的全过程,无时无刻不在美军的严密监视下。此外,美军战略司令部已经与澳大利亚、日本等20多个国家以及80余家商业公司签订空间态势感知数据共享协议,为其提供信息支持。

(二)空间资源被挤压

美军的新型组网理念,核心是用由小卫星组成的星座实现大卫星的功能,最终用小卫星星座替换传统大卫星。由于小卫星成本低、数量大、部署快,因而能够有效增加空间系统弹性,提升空间装备体系冗余度。为实现这一理念,需要向太空发射数以万计的小卫星,如“星链”项目在2019年10月已将原计划的1.2万颗卫星增加到4.2万颗以上,约为人类历史发射卫星总数的5倍。由于近地空间和卫星通信的固有特性,频谱、轨道都是有限资源,当美军数量庞大的小卫星占据大量近地轨道并抢先注册无线电频谱后,其他国家可使用的频轨资源将会被大幅度压缩。

(三)卫星安全受威胁

空天飞机是一种综合性强、使用成本低的空间平台。相比传统的卫星平台,空天飞机既保持了长时间在轨的能力,又强化了机动性、灵活性和可重复使用性。在平时,空天飞机可以执行传统的太空货运、空间实验、军事侦察等任务;一旦进入战时,它就可以执行空间作战任务,快速抵近对手的空间装备进行控制、捕获,或者依托携带的定向能等空间作战武器进行远程打击。对方的关键核心卫星一旦受其影响失效,将极大影响空间装备体系的效能。随着X-37B等型号的空天飞机越来越完善,其进入常态化部署后,依靠长时间的在轨能力和较短的轨道周期,世界各国卫星将会受到长期、实时的安全威胁。


作者简介:郑兆岚(1993),男,汉,山东日照,大学本科,国防大学联合勤务学院硕士研究生在读,研究方向军事装备。


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