2050年:美国设想的7种空间作战概念
2005-07-01苏党帅
苏党帅
长久以来,获取空间优势一直是美军追求的核心优势。美国空军曾设想在2025年具备7种关键的空间作战技术,研制相应的武器系统,研究可能遭遇的对抗措施……
在美国空军关于空间防御的先进概念学术讨论会上,一些专家就2025年美国的空间防御问题进行了讨论。最终形成的报告指出,“无赖”国家或犯罪团体会联合起来,研究使卫星失效的高级装置,威胁美国的空间系统,最终对美国安全造成严重影响。因此,美国应将空间作战能力作为核心竞争力之一,掌握空间优势将是美国2025年必须实现的目标。在具备反空间作战能力的同时,还必须保证对手不能获取这种能力。尽管该报告撰写于1996年,但从当今美国积极开发空间防御系统、力争掌握制空间权的情况看,报告中提出的主要观点仍延续至今。
卫星多方位攻击和杀
伤系统(SMAKS)
SMAKS和陆军的多管火箭系统有些相似,但它不是用于打击地面目标,而是由地面发射攻击空间目标的。SMARK系统携带多枚反卫星导弹,可攻击低、中、高轨道运行的卫星。它可以装载在舰艇或潜艇上实现灵活部署,具备在敌方发射卫星的运载火箭还处于助推段时就实施攻击的能力。SMAKS系统将配置高度复杂的指挥、控制、瞄准和定位系统,几乎不需要人工操纵就能够部署。预计到2025年,SMAKS系统将适于用运输机空运部署。使用先进的全球卫星定位系统(GPS),SMAKS可以在很短时间内完成精确定位,做好反卫星准备。接到指令后,SMAKS可对监测与侦察系统传回的目标数据进行处理,然后将瞄准数据传给导弹,实现瞄准发射。监测与侦察系统随即评估目标毁伤情况,并反馈评估结果。
可能遭遇的对抗措施:对抗SMAKS系统最有效的措施是电子干扰和欺骗,例如干扰SMAKS所需要的卫星定位信息或破坏其他数据通信。此外,SMAKS系统在地面工作,对空中攻击的防御能力很弱,对其实施直接打击是有效的办法。由于SMAKS系统十分依赖于目标卫星的最初位置和速度,因此卫星机动也是有效的对抗手段。
“阿尔法攻击星”跨大气层飞行器
“阿尔法(A1pha)攻击星”是一种能水平起降,能进入低地球轨道的跨大气层飞行器(TAV)。它能按照威胁或者任务需求,在近地面和太空之间多次往返。它可根据目标携带多种武器系统,包括动能反卫星导弹和高功率激光器。TAV还可以捕获敌方卫星,将其带回地面或迁移到无用轨道。“阿尔法攻击星”能在很短时间内对世界上任何地方的危机迅速做出反应,在很短时间内抵达世界各地,用精确制导武器摧毁坚固目标,并实时进行毁伤评估。
可能遭遇的对抗措施:虽然“阿尔法攻击星”系统应用了先进的隐身技术,但如被探测到,也很容易遭到包括动能武器或定向能武器在内的敌方反卫星武器的攻击。此外,由于该系统需要地面发射场、数据处理设施及铁路等保障设施的支持,因此对这些设施的攻击也可使该系统丧失作战效能。
定向能武器(DEW)
由于空间的飞行器很多,有选择性地攻击特定飞行器、避免伤及无辜的难度很大。DEW无疑是最佳的选择。DEW反卫星武器包括激光武器、粒子束武器和微波武器,主要以高能激光束、粒子束和微波束照射目标,通过热效应、冲击波效应和辐射效应杀伤卫星,速度快、精度高,可进行精确选择性攻击。由于DEW的能量传播必须经过中间媒介,对其应用带来了复杂的不利影响。如带电粒子束武器能量高,在粒子束产生、瞄准并摧毁敌方系统方面具有优势,但粒子束在大气中传输时会受到大气的影响发生能量衰减;中性粒子束能够较好地在空中传播,但很难达到足够的能量强度,相对来说,激光方向性和传输性较好,也比较容易获得高强度,是比较容易实现的方案。
DEW必须在天气状况较好的情况下才能工作。但如果部署在空间轨道,就不受天气限制了。如果用部署在地面的DEW武器攻击空间目标,或者用部署在空间的DEW武器对地面发起攻击,就必须解决高能粒子束或激光束穿透大气的技术。美国正全力开发用于战区弹道导弹拦截的机载激光武器,探索激光武器在大气湍流环境中正常作战的能力。美国空军科学顾问局的《新世紀定向能展望》报告指出,机载激光武器很有可能是最先应用于实战的DEW武器。
高能激光攻击站(HELAS)
装有高功率短波长固体激光器的天基作战平台,能削弱乃至摧毁敌方的空间作战能力。这些太空作战平台多层部署,16个部署在近地轨道(距地面约150海里)、8个部署在中距离地球轨道(距地面约11000海里)、4个部署在地球同步轨道(距地面约22000海里),能对在太空或大气中飞行器分层交叉拦截。二极管泵浦固体激光器是平台激光武器系统的核心。现在的固体、化学和自由电子激光器能产生千瓦级以上功率,但HELAS需要兆瓦级功率,二极管泵浦固体激光器可以达到这个标准,只须降低其体积、重量和成本。
HELAS可能是美军最先部署用于反空间作战的空间攻防系统。这种多层、多方位空间作战平台网由地面控制系统操纵,通过地基遥测、跟踪和控制系统与卫星之间的激光通信来发挥作用。HELAS系统可以对敌方地面发射器或在轨的反卫星武器进行探测、跟踪乃至摧毁;可攻击卫星的某一子部件如太阳能电池板、推进器,使卫星丧失某些功能直至遭到彻底破坏,可打击地面关键目标和太空运输设施,为己方卫星提供保护。
可能遭遇的对抗措施:对卫星进行加固可以有效抵御低能激光武器的攻击;特殊的反射和吸收材料会低降激光的攻击效率;使用隐身技术可降低HELAS的瞄准和识别能力。此外,HELAS平台很容易遭到其他反卫星武器和激光系统的攻击。
太阳能光学武器(SEOW)
SEOW是一个创新的作战概念。它是一个运行在地球同步轨道上的空间透镜或聚焦系统,可将太阳光聚焦到地面或空间目标上,使其功能受到影响直至完全失效。SEOW还可将太阳能转化为电能存储起来,在作战时作为定向能武器的能源,以及为处于地球阴影区的近地轨道卫星提供太阳能。SEOW由高度控制系统、导航系统、姿态控制系统、瞄准和识别系统以及激光通讯系统组成,可在近地轨道组装后送入地球同步轨道。SEOW系统可以根据需要进行机动飞行,对关注目标实施空对地攻击。在实施攻击时,太阳光可聚焦到敌方飞行器上,使其内部温度升高。即便不能完全毁坏卫星,也会使卫星传感器的灵敏度降低或致盲,瘫痪敌方通过卫星收集信息、进行通信的能力。
可能遭遇的对抗措施:SOEW体积
大、非常脆弱,很容易遭到敌方动能武器或其他武器的袭击。敌方可以用“自杀式”卫星来撞击SOEW,破坏其光学系统。对此,美国可能采用主动防御系统来应对这种威胁,或是用很多小块薄膜、透镜构成组合型聚焦系统,提高系统的抗攻击能力。
发射电磁脉冲和高功率微
波的卫星
可将电磁脉冲(EMP)和高功率微波(HPM)发射装置安放在微型卫星上,当卫星飞行到距敌方卫星一定距离时,发射电磁脉冲和高功率微波,通过击穿、超载或放电等方式破坏卫星的电子设备,使其造成暂时性或永久性破坏。为避免殃及己方卫星,EMP和HPM的作战时间通常很短。携带EMP和HPM发射装置的微型卫星可由航天飞机、跨大气层飞行器、小型运載火箭以及战斗机发射的导弹送入太空,运行在敌方高价值卫星系统和空间系统附近,并与之一起编队飞行。在战争爆发或出现危机后,当敌方在轨卫星将向地面站传送搜集到的军事情报的关键时刻,微型卫星启动发射电磁脉冲和高功率微波,使目标不能正常工作。武器卫星的工作时间为60天,之后可进入回收轨道由小型航天飞机等飞行器回收,或者坠人大气层销毁。
可能遭遇的对抗措施:对可能成为目标的卫星进行抗电磁脉冲加固处理;卫星可实施机动飞行来躲避攻击;用动能或定向能武器对武器卫星实施硬杀伤;将大卫星的任务分配给许多微型卫星,使武器卫星顾此失彼。此外,以EMP/HPM武器卫星反EMP/HPM武器卫星,是更直接的办法。
地基激光(GBL)发射系统
地基激光可以破坏、降低、甚至摧毁敌方空间能力,以保护己方的空间资源。在过去的20~30年里,美国空军已对几种地基激光原理进行了研究。通常的作法是,地面站将激光发射到空间轨道上的中继光学系统,再反射到位于地面或空间的目标上。地面比较复杂而中继系统则很简单,一个带有备用系统的装置控制5个激光发射站和轨道中继镜。3~5个激光发射站建在天气状况适宜激光工作的不同区域,分散部署能保证至少有一个激光发射站有机会工作在最佳环境。激光发射站能为高功率固体激光器提供兆瓦级的功率,发射站之间的冗余卫星通讯将捉高地基激光发射系统的生存能力。地面控制中心计算机负责处理信息,并将攻击指令发送给地面激光发射站。使用多个激光发射站去攻击多个目标,可以缩短攻击时间,做到快速发射。可以用多条中继路径来增加系统的安全性。
地基激光与天基激光相比有独特的优点:由于部署在地面上,因此不用考虑激光武器及附属设施的重量,后勤维修和保障工作也比较容易。地基激光系统也存在着准直限制和大气扰动的问题,激光束在大气环境中传输时会发散,会受到大气湍流的影响,影响对目标攻击的效果。
可能遭遇的对抗措施:地基激光发射系统容易受到常规武器的攻击;轨道中继镜容易遭到反卫星武器的攻击,但是多个中继镜组成网络可在一定程度上提高抗攻击能力。