太空兵器闪寒光

2010-12-07田冰

太空探索 2010年3期

□ 田冰

设想中的空间武器方案

当今，美国在航天领域处于全面领先的地位，其航天器不仅门类全、数量多，而且性能十分先进，并有许多超前的研究。特别是其军事航天技术占有绝对优势，以至于美国部队对军事卫星依赖性越来越大，似乎如果没有这些卫星，美军几乎寸步难行、不会打仗了。因此，为了保护美国庞大的航天器群，尤其是为了美军打仗的法宝——各类军事卫星不受威胁，美国政府和国会在2006年批准美军在太空部署进攻性武器的计划，为美军向太空发射防御性和进攻性武器开了绿灯。

形形色色的杀手

所谓空间武器是指部署在陆、海、空、天，用于攻击太空目标，干扰星间、星地信息链路，以及从太空攻击陆、海、空目标的各种武器系统。

空间武器有多种分类方式：从主动进攻武器发动攻击时的初始所在位置分，有天基、空基、海基、陆基之分；从打击武器的作用形式或杀伤手段分，有核能（现已不用了）、动能、定向能之分；从攻击对象分，有反卫星、反导弹等之分；从空间攻防的角度分，有防御性空间对抗装备、进攻性空间对抗装备之分；从作战任务来分，有空间控制和空间兵力运用之分；从是否有人直接参与了作战分，有载人和无人之分；从杀伤效果分，有硬杀伤、软杀伤或致命杀伤、非致命杀伤之分。

1984年，美国用地基火箭发射的红外寻的动能拦截器，为了提高撞击效果，其头部采用雨伞骨架结构

空间控制是通过进攻性和防御性空间攻防作战保护自己的空间系统，确保己方力量自由进出空间，并在需要时阻止敌方进入空间，可用于空间控制的武器有反卫星通信系统、微卫星、定向能武器和动能武器。空间兵力运用（也称全球打击作战）是指由在空间或经过空间的军事武器系统实施的针对地基目标或飞行中的导弹的打击，可用于空间兵力运用的武器有天基导弹防御系统和空天作战飞行器。

上述空间武器还能进一步细分，如根据武器平台与目标是否在同一轨道上，天基反卫星空间武器可分为共轨式与非共轨式两种：前者是秘密运行在敌方目标轨道上的破坏装置，需要时能用遥控方式使其接近并摧毁敌方目标；后者是指用装载在航天器上的拦截弹、电磁炮等动能武器或激光束、粒子束等定向能武器来杀伤敌方目标。地基动能反卫星空间武器可分为共轨式与直接上升式两种：前一种是用火箭把装有爆破装置的拦截器（如截击卫星或叫反卫星卫星）发射到敌方目标所在轨道基本相同的轨道，然后通过拦截器上的探测、跟踪、火箭装置，实施机动变轨去接近并摧毁目标；后一种是用火箭把装有爆破装置的拦截器（如反卫星导弹）直接发射到敌方目标附近，然后通过拦截器上的自动寻的装置来接近并摧毁目标。

天基电磁炮可进行超高速发射

同归于尽的飞镖

在空间武器的发展历程中，动能空间武器已有了长足的进步，多次试射成功。这种空间武器是依靠发射高速运动物体的动量来破坏目标的，一般是用火箭推力或电磁力驱动的方式把弹头加速到很高的速度（5倍音速以上），并使其与目标直接碰撞来实现的；也可通过弹头携带的高能炸药爆破装置在目标附近爆炸产生密集的金属碎片或散弹来击毁目标。由于速度极快，所以有人称这种武器是“太空神箭”或“极速杀手”。

动能武器主要由用于拦截和摧毁目标的动能弹头和用于发射与加速该弹头的发射装置组成，其中动能弹头是一种能够精确自主寻的飞行器，可以用不同的发射装置发射，目前比较成熟的发射装置是助推火箭，理论上能把有效载荷加速到每秒10千米的速度，作用距离也足够远，可满足发射动能武器的要求。

五花八门

按照部署方式的不同，动能武器可分为天基动能武器、陆基动能武器、海基动能武器、空基动能武器；按照所用发射装置的不同，动能武器也可分为采用助推火箭发射的动能拦截弹和采用电磁炮发射的动能武器。其中的动能拦截弹是一种基本上利用现成导弹技术，靠弹头的动能击毁敌方卫星的导弹，比较成熟，目前大多采用一级或两级火箭加速，因此亦被称为超高速火箭动能武器。

电磁炮是一种利用电磁力代替火药爆炸力来发射炮弹的武器，由电源、炮弹、加速器、高速开关及能量调节器等组成，根据结构和原理的不同，又细分为线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮等多种类型。其中电磁轨道炮的基本原理是：它由两条平行的轨道组成，弹丸夹在两条轨道之间；两轨接入电源，电流经一轨道流向弹丸再流向另一轨道产生强磁场，磁场与电流相互作用，产生强大的洛仑兹力推动弹丸，达到很高的速度。电磁炮具有射速快、动能大、射程远、射程可调、射击精度高、弹丸稳定性和射击隐蔽性好等很多独特的优势，由于初速度极高（第一代电磁炮就能将1～2千克炮弹以每秒5～25千米的速度射向2000千米外的目标），所以可用于摧毁空间的中低轨道卫星和洲际弹道导弹。另外，从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元，而电磁炮只需0.1美元。且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构简单、运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便。不过，电磁炮投入实战还有许多技术难点，如需研制数百兆焦耳的脉冲能源，解决导轨的强度、尺寸、质量和耐等离子弧腐蚀等问题，提高炮弹的强度、质量和速度等。

苏联制订的太空防御系统

美国马丁公司的天基激光武器概念图

组装完毕的动能杀伤拦截器

三大杀手

目前，已经或正在研制的动能空间武器有陆基动能反卫星武器、天基动能拦截武器和天基对地攻击武器等。

陆基动能反卫星武器包括反卫星导弹和武器控制两个分系统，其中反卫星导弹由3级固体助推火箭和作为弹头的动能杀伤拦截器等部分组成，长约9.14米，弹体直径6l厘米，发射质量3514千克，它是利用助推火箭把弹头直接发射到目标卫星附近，通过弹头的爆炸或直接碰撞来摧毁卫星的。

这种武器的优势是技术门坎低，不需要运载火箭有足够大的推力将拦截器（反卫星卫星）送入轨道，并进行技术复杂的测控。与空基动能反卫星导弹相比，其拦截不依托空基力量，也回避了更复杂的空中大型导弹的发射。从作战角度来看，陆基动能反卫星导弹作战反应速度更快，在目标卫星临空过顶时，随时可以发动攻击，而空基反卫星导弹需要经过飞机起飞，飞行到适当高度，调整发射方向，跃升发射攻击等一系列环节。反卫星卫星上天后也需要将其调整进入目标轨道，然后接近卫星引爆。用反卫星卫星打卫星的过程需要1.5～3小时；用空基反卫星导弹打卫星，即使在飞行戒备情况下也需要6～15分钟；用地基反卫星导弹打卫星只需要2～13分钟。另外，地基反卫星导弹在攻击方向和高度上都有一定优势，能以很高速度从各个方向接近目标，而且不需要消耗燃料入轨，因此同样的燃料可以打击更高的卫星。

美军曾想用一种由一些巨大的钨棒构成的“上帝之杖”从太空平台投下，以极高的速度冲向打击目标

天基动能拦截武器可用于助推段导弹防御和反卫星。主张发展天基防御系统的人们认为，天基防御系统可以防御从世界上任何地方发射的导弹，而地基或空基防御系统受地理和政治的限制，这意味着只有天基拦截器可以追赶从任何地方发射的、处于助推段飞行的导弹。与地基动能反卫星武器相比，使用天基拦截器拦截卫星的最大优势在于其可以攻击高轨道的卫星。不过，利用天基拦截器防御将需要大量的拦截弹，即使部署一个稀薄的防御系统也将是昂贵的。研究表明，为了有效地实现拦截，天基拦截器需要有一个可以提供每秒4千米的推进器，使其脱离轨道并以足够的速度及时地追赶上助推飞行中的导弹，而减小这个速度将需要在轨道上更密集地部署天基拦截器，增加星座的规模。美国目前正在大力发展的多弹头拦截器将极有可能作为天基拦截器，如果被成功应用，将能够减少部署在太空的天基拦截器数量。

天基对地攻击武器具备对世界任何目标实施快速打击的能力，是主要以质量攻击地球的武器(包括携带常规弹药的机动式再入飞行器和天基动能武器)。因为其星座规模远远小于天基反导系统，所以费用要大大低于天基动能拦截武器，但与能达到同样效果的洲际导弹或潜射弹道导弹等陆基、海基快速打击系统相比，成本仍高许多。美军曾想用一种由一些巨大的钨棒构成 “上帝之杖”从太空平台投下，以极高的速度冲向打击目标，后来由于遭遇技术的困难和令人咂舌的费用，且一些专家认为这类武器可能只会出现在虚拟世界中，而其威力也不一定大于常规弹药，所以夭折了。

苏联激光武器想像图

用F-15战斗机发射反卫星导弹

致命死光不见血

与动能空间武器靠撞击来摧毁敌方目标不同，定向能空间武器是通过定向传输能量来打击远距离目标的。这种武器通常由定向能束源、发射传输系统、目标捕获跟踪识别和杀伤评估系统等组成，用所发射高能激光束、粒子束、微波束的能量产生高温、电离、辐射、声波等综合效应，采取束的形式来摧毁或损伤目标。所以，一般又把采用这几种射束的武器分别称为高能激光武器、粒子束武器与微波武器。其共同的特点是：束能传播速度可接近光速，一旦发射即可命中，无需等待时间；能量集中而且高，有的输出功率可达到几百至几千千瓦，击中目标后使其破坏、烧毁或熔化；因为所发射的是激光束或粒子束等被聚集得非常细，来得又很突然，所以对方难以发现射束来自何处，来不及进行机动、回避或对抗。将这些武器系统装备在人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、空间站等天基平台上，就构成了天基定向能武器系统。

“利剑”

在3种定向能空间武器中，激光定向能空间武器发展较早，也较快。早在冷战时期美国和苏联都曾用它进行了反卫星作战试验，甚至用于攻击别国的卫星。它主要由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制与发射系统组成。其中高能激光器用于产生高能激光束，是激光武器的核心，有化学激光器、自由电子激光器、准分子激光器、X光激光器、γ射线激光器等多种，但综合考虑到大气对某种激光波长的能量吸收少、能量转换效率高、发射功率高、光束发散小、质量轻、体积小等实际作战因素，所以现主要研制化学激光器、CO2激光器等。精密瞄准跟踪系统用于捕获、跟踪目标，引导光束瞄准射击及判定毁伤效果；光束控制与发射系统则是将激光器产生的高能激光束定向发射出去，并通过自适应补偿来矫正或消除大气效应对激光束的影响。

激光武器有6个特点：①准备时间短、照射速度快。激光武器的照射速度比普通枪弹非初速要快40万倍，比导弹的速度快10万倍，所以无需计算提前量，也不需要加注燃料，就可快速投入战斗；②辐射强度高，摧毁威力大。它可在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，且一秒钟可连射1000发，只要有电源就能继续发射；③无污染，属于比较干净的新杀伤机理武器；④反应灵活，再生能力强。激光发射几乎无后座力，可连续发射，变换方向容易，能在短时间内拦截多个目标；⑤精度和效费比高。激光的波束窄，可以精确地对准目标，甚至对准目标的薄弱部位，实现精确攻击。激光武器发射费用比较低，兆瓦级氟化氘激光武器一次发射仅耗资1000～2000美元，而一枚“战斧”巡航导弹的造价是100万美元，最廉价的“联合直接攻击弹药”单价也在20万美元左右；⑥不易受干扰。激光抗干扰能力强，不受电磁波的干扰，这也是其他制导武器所无法比拟的。

空间武器样品

地基激光武器的优点是不受体积、重量的限制，容易实现；缺点是激光传输受大气影响大，机动性也比较差。

空基激光武器是美国导弹防御局目前正在大力推进的一种战区防御激光武器，主要用来摧毁处于助推段飞行的战区弹道导弹，同时还具有攻击低轨卫星的能力。它的主要优点是机动性好，作战范围大；缺点是系统复杂，保障难度大，每个战区需配备7架作战飞机，每批2架执行任务。目前，其主要技术难点包括：如何增大激光器的功率，如何解决穿越大气层时激光偏离预定方向（大气引起激光的畸变）等问题。

天基高能激光器是将高能激光武器与跟踪瞄准系统集成到一个卫星平台上,飞行在1300千米高轨道，总功率达数兆瓦，有效射程4000～5000千米，可以对弹道导弹和中、低轨道的卫星进行拦截。其优点是不存在大气对激光传输的影响，比机载激光器稳定性好，易于作战；缺点是作战范围受限制。其难点是要求激光器的体积小，功率大，这在技术上是一对矛盾。

设想中的“航天母舰”作战平台可载40到50枚由红外线导引的反卫星导弹

“长矛”

粒子束空间武器是用高能强流加速器把粒子源产生的电子、质子和离子加速到接近光速，并用磁场把它聚集成密集的束流，直接或去掉电荷后射向目标，靠束流的动能打击敌方卫星、导弹、飞机或使之失效的武器。其毁伤作用表现在：使目标结构汽化或熔化；提前引爆弹头中的引信或破坏弹头的热核材料；使目标中的电子设备失效或被破坏。这种武器主要由粒子源、粒子加速器、聚焦和目标识别与跟踪、瞄准定位和指挥与控制设备等组成。

粒子束武器的研制难度比激光武器大，但作为天基武器比激光武器更有前途：它不用光学器件（如反射镜）；产生粒子束的加速器非常坚固，而且加速器和磁铁不受强辐射的影响；粒子束在单位立体角内向目标传输的能量比激光大，而且能贯穿目标深处；能全天候使用，没有大气畸变，也不受云雾等的影响，使用方便，对目标的破坏能力比激光武器更强；能量高度集中，穿透力强，脉冲发射率高，可以像动能武器一样破坏目标的内部结构；可以导致目标战斗部中的炸药爆炸；能引起脉冲电流使电子设备失效；可快速改变发射方向，能对付多个目标；可识别真假目标（中性粒子束可对目标周围产生的中子、γ、X射线进行遥测），这在反导和反卫星作战中是非常重要的。

其不足是带电粒子在大气层内传输能量损失较大，而中性粒子不能在大气中传播；带电粒子在大气中传输时散焦，因此在空气中使用的粒子束，只能打击近距离目标，而中性粒子束在外层空间传输时也有扩散；受地球磁场的影响，会使光束弯曲，从而偏离原来的方向。

天基化学激光武器星座组成的战斗群

“神鞭”

微波空间武器是一种采用强微波发射机、高增益天线以及其它配套设备，使发射出来的强大的微波束会聚在窄波束内，以强大的能量杀伤、破坏目标的定向能空间武器。

这种武器由能源、大功率微波发生器、大型天线和其他配套设施组成，利用其辐射的强微波波束能量（辐射的频率范围通常在1～30吉赫兹，脉冲功率在吉瓦级，比雷达大几个数量级）以很窄的脉冲（50～60毫微秒）通过天线集聚在一个窄波束内辐射出去，来干扰或烧毁敌方卫星上的电子设备或杀伤人员。与激光武器、粒子束武器相比，微波空间武器全天候作战能力较强，可进行不同程度的打击，有良好的方向性和一定的覆盖范围，作战范围广，作用距离较远，可同时杀伤多个目标，能攻击几乎所有的武器装备。目前存在的问题是：微波发射机功率要大幅度提高；对有核防护设施的目标无效；使用中对友邻部队可能构成威胁；可能遭受反辐射导弹的攻击。