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美军太空作战优势及弱点分析

2019-12-19李义艾赛江谢堂涛宋易敏63611部队

国际太空 2019年11期
关键词:航天太空卫星

李义 艾赛江 谢堂涛 宋易敏(63611部队)

航天领域的竞争愈演愈烈,巨大的战略利益使许多国家将目光投向太空,加强航天部队的建设是未来军事作战的迫切需求,太空力量也必将成为未来战争的主要作战力量。作为世界第一军事强国的美国,其在太空作战方面的优势、弱点及发展动向值得持续分析与思考。

1 美军太空作战优势分析

美军由于在航天发射领域起步较早,现代战争实战经验丰富,军民融合深入,国际联盟众多,在太空作战领域有着众多的优势。

高效的联合作战指挥体系

现代战争区别于传统战争的一个典型特点就是联合作战重要性的日益凸显。从海湾战争开始,美军的几次大规模战争和猎杀本拉登等特种作战揭示了现代战争的制胜法宝,就是联合作战。美军高效行动的背后,有一整套结构合理、责权分明、不断升级的联合作战指挥体系。

在美军军语中,并没有“作战指挥体制”或“领导指挥体制”的术语,而是将相应体制统称为“指挥链”。美军“指挥链”由两部分构成:一是“行政指挥链”,也就是军政系统或领导管理体制,以“总统和国防部长-军种部长-军种部队”为基本主线,主要负责对机关和部队领导、管理、军种训练、军种联合训练和后勤保障;二是“作战指挥链”,也就是军令系统或作战指挥体制,以“总统和国防部长[通过参谋长联席会议(JCS,简称参联会)主席]-联合作战司令部-作战部队”为基本链条,主要负责对部队的作战指挥、控制、协调和联合训练。

不断创新的太空作战理论、战法样式

近年来,美军通过在中东取得的实战经验和“施里弗”(SW)演习、“太空旗”(Space Flag)演习取得的理论成果,加快推动太空作战理论、战法样式的创新探索,更新换代骨干装备,加速推进太空力量从工程技术型向军事作战型、从支援保障型向攻防对抗型转变。

(1)成体系开展战争设计

一是在作战指导上。编制国防部《太空作战政策》,预测未来10年美国面临的太空威胁,分析对太空系统遭受攻击的预警反应和归因溯源能力,提出应对太空冲突和军事手段解决太空冲突的基本指导,明确在各种激烈的太空冲突中慑止、防御、打赢的方法策略。

二是在作战概念上。加快推动太空威慑理论和交战规则、作战概念等创新开发。目前,美军空军航天司令部(AFSPC)正在研究制定以“1+3”为主体框架的太空作战概念,即1个顶层的太空作战核心概念和3个支撑性的功能概念牵引太空作战力量的作战转型和建设运用。

三是在作战条令上。2016年后加紧完善和构建以联合条令、军种条令、多军种条令和多国条令为主体的太空作战条令体系。2018年,参联会出台了新版《太空作战》联合条令,陆军出台了《太空对抗环境下的陆军作战》《陆军太空作战手册》等,空军出台了新版《太空对抗作战条令》等,这些条令主要用于明确职责、规范流程,具有很强的指导性和操作性。

四是在作战任务上。2018年新版JP3-14《太空作战》联合条令延续了2016年的太空态势感知、太空支援作战、太空服务支持、太空控制、战场管理指挥控制等5种太空作战任务领域,拓展为太空态势感知、太空控制、定位导航与授时、情报监视与侦察、卫星通信、环境监测、导弹预警、核爆探测、太空运输、卫星操控10个方面能力,推动和促进太空行动融入联合作战。

(2)更新完善行动样式

太空作战任务领域的演变

经过多年实践探索,美国已基本形成从作战样式到主要行动、从基本战法到装备支撑、从概念开发到标准规范的太空作战运用和行动方法体系。美JP3-14《太空作战》联合条令明确太空攻防作战主要包括进攻性太空控制、防御性太空控制两种作战样式。一是进攻性太空控制,主要有欺骗、干扰、拒止、降级和摧毁;二是防御性太空控制,主要包括主动防御和被动防御。主动防御包括所有先发制人和压制敌攻击的能力,如威慑太空和防御作战;被动防御包括除主动太空防御措施外能降低攻击效果的所有措施。美太空防御重心已从单星防护向体系防御倾斜,通过强化体系弹性抗毁能力,增加潜在对手选取太空攻击目标难度,降低攻击效果。

(3)加速推动作战转型

美太空攻防作战样式示意图

美国空军航天司令部2016年8月发布《建设太空任务部队,打造未来太空战士》白皮书,实施太空部队实战化转型专项计划,从部队编成和作战训练2条线,推动太空力量从工程技术型向军事作战型、从支援保障型向攻防对抗型转变。调整编成结构,将第14航空队所属5个太空联队分为作战部队和航天发射部队两类。作战部队包括3个联队,即负责地基导弹预警和太空攻防的第21太空联队、负责卫星运行控制的第50太空联队、负责天基导弹预警的第460太空联队(转型为太空任务部队),航天发射部队包括分管航天发射东西靶场的第45、30太空联队。

拥有最丰富的太空资源、最强的航天发射力量

(1)数目最多、性能最好的卫星资源

根据忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists)提供的最新统计数据显示,截至目前,全球在轨有效载荷卫星有1000多颗,其中600多颗卫星属于美国所有,几乎占据了50%的数量。美国所有卫星中超过1/3的卫星直接用于军事目的,包括侦察、导航、通信、指挥、导弹预警等。

美国的“全球定位系统”(GPS)在20世纪80年代就投入使用,定位精度和稳定性也比其他全球卫星定位系统高;天基侦察方面,成功发射第5颗“未来成像体系”(FIA)卫星,实现该系统组网运行,“提高军事作战效能的空间系统”(SeeMe)卫星发射入轨,可为美军提供战术侦察卫星支持;气象监测方面,发射新一代“地球静止轨道业务环境卫星”(GEOS),增强美对西半球气象观测能力;太空运输方面,美XS-1可重复使用运载器完成首台主发动机研制,为实现24小时内快速响应发射奠定基础。

(2)掌握最多的无线电和轨道资源

地球静止轨道高度为35786km,周期与地球自转相同,轨道倾角为0°,轨道资源十分有限;而非静止轨道资源也是有限的。据初步统计,人类发射到太空中的各种卫星和航天器已超过30000余颗。这些卫星广泛服务于通信、遥感、侦察和定位等业务。

根据《无线电规则》,卫星频率/轨道分配主要采用“先登先占”的机制,即对于非规划频段的卫星频率/轨道分配,需经过申报、协调和通知3个阶段,以获得所需要的卫星频率/轨道,并且能得到国际保护。而美国由于航天发射起步较早,占用了大量轨道和频率资源。

(3)能力最强的发射场

美国是世界上航天发射活动最多的国家,其航天发射场共有6个。其中包括肯尼迪航天中心(位于美国佛罗里达州东海岸,卡纳维拉尔角西北梅里特岛)、东靶场(紧邻肯尼迪航天中心,卡纳维拉尔角空军基地)和西靶场(位于加利福尼亚州西海岸,范登堡空军基地)等3个大型航天发射场。肯尼迪航天中心由美国国家航空航天局(NASA)负责管理,东、西靶场由美国空军负责管理。先后建有发射工位90多个,其中火箭发射工位40多个,在用的有近10个,目前使用较多的有肯尼迪航天中心的39号发射工位、东靶场的37号和41号发射工位及西靶场的6号发射工位等。根据NASA提供的数据显示,近年来美国年平均发射次数达20多次。

(4)导弹防御系统能力持续升级

“下一代过顶持续红外”系统

美国国防部正在论证发展天基传感器层和天基助推拦截器层,旨在导弹助推段从太空实施反导拦截。其中,天基传感器层,主要由三类中低轨卫星系统组成:①“导弹防御跟踪系统”(MDTS),利用区域凝视进行探测、跟踪、预警和提示,主要是从天上向地球看,从地球复杂背景中发现目标,能够实现对临近空间高超声速飞行器“从生到死”的全程跟踪监视;②“精确火控跟踪”(PFCT)系统,主要用于中段探测,从太空冷背景中识别目标,观测导弹诱饵释放过程,识别出威胁云中的真实弹头;③“拦截效果评估”(SKA)系统,支撑“指挥控制、作战管理和通信”(C2BMC)系统进行二次发射决策。加上“天基红外系统”(SBIRS)卫星的后继项目—“下一代过顶持续红外”(Next-Gen OPIR),负责早期发现和告警及战场红外态势感知任务,构成美国未来天基导弹预警监视传感器体系。天基拦截器层,研究论证在外空部署天基激光武器或1000枚动能拦截器,重点拦截弹道导弹、临近空间飞行器和空间飞行器,拒止其他国家进入太空,企图主导太空秩序和主宰太空战场,改变太空作战游戏规则。就像划设禁飞区不让飞机飞一样,美国要在太空划设禁飞区。

大量的实战经验和贴近实战的太空演习

二战结束以后,美国是世界上参加战争最多的国家。尤其是海湾战争以后,依靠美国强大的太空力量,牢牢抓住制太空权和制天权,对多个国家进行军事打击,积累了大量的实战经验。在太空信息支援、商业卫星调用、海空一体化作战、多国部队联合作战等方面,取得了很多有价值的经验。

同时,美军在太空演习方面也积累了丰富的经验。据统计,2018年美军以中美太空网络对抗为重点,组织了不少于7次的太空军事演习,分别是“施里弗2018”“太空旗2018-1/2”“全球哨兵2018”以及“红旗2018-1/2/3”演习,其规模频次之多、实战强度之大、保密程度之高,为近几年来之最。

军用与民用高度融合

美军正日益依赖商业太空系统提供的通信、标记、跟踪、定位及其他支持。例如,将商用个人定位器信标集成到军事通用作战图(COP)中,以支持多国合作伙伴,租用卫星通信带宽以及签订商业图像合同。尽管可能存在与使用商业服务相关的其他风险,但这些风险应与潜在收益相平衡,包括支持联盟合作伙伴,以及在不购买更大和更昂贵的国防部卫星星座的情况下,保持快速响应能力的有效性。

美军认为,军民融合就是把国防科技工业基础同更大的民用科技工业基础结合起来,组成一个统一的国家科技工业基础的过程。把军事转型放在社会转型的大背景下来筹划实施,促进国防系统与经济社会其他系统接轨、相融、互动发展。为此,美国采取了一系列措施,如国会通过的《合同竞争法》《国防采购改革法》《国防授权法》《联邦采办改革法》等,均为推动军民融合发展提供了执行依据。与之相呼应,国防部也采取了一系列相应措施。截至2001年,美国政府在其年度《国防报告》中宣称,美国原先军民分离的2个工业基础已基本融合为一体,奠定了美军的军事转型和军民融合发展的基础。

军事联盟使得美军的太空战略更具弹性

美国在全球范围内部署了众多的海外军事基地、反导系统和大量的补给港口,同时拥有北约、韩国、日本、菲律宾、澳大利亚等军事盟国。利用国际盟友能力可以丰富美军的太空作战战法,慑止对手将冲突扩展或升级到太空。

联合的、机构间的和多国的太空作战部门与负责任的国家、国际组织、非政府组织和商业所有者/运营商建立合作伙伴关系,建立彼此对太空作战的共同理解,辨识不同参与者在当前及未来多国太空作战中所能发挥的作用。在与政策相一致的最低适当安全密级和最广泛可发布性下,联合部队应最大限度地与盟友和国际合作伙伴交换太空相关信息。

2 美军太空作战弱点分析

未来全面战争一旦爆发,太空作战势必成为最重要的一环。太空攻防作战的不对称性、对太空资产的依赖性、军事航天力量地位不突出、卫星老化严重及通信网络庞杂等,都将成为美军太空作战的软肋。

对太空资产的依赖度高

海湾战争开始,卫星几乎在每一次美国的军事行动中都起到了至关重要的作用,当今世界上没有任何一个国家像美国这样依赖太空系统。GPS系统为美军所有的精确制导武器提供精确定位和精准授时,并让船只、飞机和地面单位知道它们在战场上的位置;侦察卫星为美军大规模轰炸目标的选择提供决策支持;预警卫星监测对手的导弹发射,成为美军弹道导弹防御系统的重要一环。美国整个武器系统已经严重依赖卫星,卫星成了美军作战网络的主结点。如果遭到反卫星武器的摧毁,美军的信息优势将不复存在,先进的武器会瘫痪,快速反应能力将丧失。

太空攻防作战的不对等性对美军的影响更大

2019年3月27日,印度总理莫迪宣布印度成功进行了首次反卫星试验,使得印度成为继美国、俄罗斯等国之后第4个具备反卫星能力的国家。以现有卫星和反卫星技术对比看,攻击比防御容易实现,太空中美军可被攻击目标远多于其他国家的太空目标,这种易攻难防的不对称性是美太空力量的短板之一。

造价方面,由洛马公司制造的先进极高频-4(AEHF-4)通信卫星造价18亿美元,一颗“锁眼”(KH)卫星造价也达数十亿美元,而一颗反卫星导弹价值仅仅几百万美元。太空攻防两端价值的不对称性,加剧了美军对太空资产损失的担忧。

先进极高频-4在轨飞行示意图

锁眼-12卫星示意图

军事航天力量地位不突出

美国国会众议院战略力量小组委员会主席罗杰斯在美国国家太空研讨会上曾公开指出:美国的军事航天力量建设获得的重视程度与其战略地位不相称。美国的军事航天力量主要归属空军管辖,部分太空作战力量隶属海军航天司令部。虽然美国空军多次强调对军事航天发展的高度重视,但实际上,军事航天力量建设获得的经费投入不仅与其他军兵种的建设经费相去甚远,在空军内部也不是重点。根据空军现有预算规划,到2021年,空军用于研发和采购的总预算投资将较10年前增长30%,而航天研发和采购的总预算却将下降23%,可见航天并非空军投资重点。

此外,在空军内部航天专业人才晋升渠道受限。2017年共有37名空军军官从上校晋升为准将,其中67%是飞行员,而没有1人从事航天专业,这不仅反映了军事航天力量在空军当前力量体系中所处的地位和得到的重视程度,而且对于吸引和培养航天专业人才,加强太空作战力量建设非常不利。

在轨运行卫星老化严重

2018年5月,美国太空联合功能组成司令部(JFCC SPACE)司令对众议院称,美国国防部的天基GPS系统老化严重。与其他军用卫星星座一样,GPS星座中有的卫星已超过设计寿命,只有部分能力还在运行,有的只剩单个关键部件尚未失灵。

目前,美军在轨运行的卫星很多是十几年甚至二十几年前研发的产品,现有卫星星座很多是多个年代产品共存,使用统一架构,接口向下兼容。这种模式的缺点是系统复杂,新老设备共存影响新设备、新技术性能的发挥。

庞杂的通信网络点为无线电和网络攻击提供更多可能

与反卫星武器一样,网络武器可以破坏指挥-控制系统以及攻击现代军队所依赖的信息,从而在战斗中创造决定性优势。在网络攻击中,美国具有最强的攻击力,但是他们也承认美国处于最透明的玻璃房内。任何国家都无法确定其军事网络是否能够抵御一次严重的网络攻击。他国发起的针对美国军方网络的大规棋网络攻击,可能会暂时削弱华盛顿的指挥-控制和监视能力。

美军战时会启用大量商业卫星进行战场侦察。根据单边或多变的共同防御条约,战时美军还会调用盟军的太空资源。这些太空装备的地面控制节点都有与互联网的接口,同时美国及北约的指挥控制系统严重依赖这些卫星系统传送的关键信息,因此极易受到网络攻击,造成武器系统混乱,损害威慑能力。

3 启示

未来战争中,太空将取代空中成为战争新的战略制高点。谁掌握了制天权,谁就可居高临下控制其他战场;反之,没有制天权或局部的制天权,就很难夺取和保持制空权、制海权,在战争中就将处于被动地位。当前,美军加快太空军事力量调整改革,加速推进太空领域整军备战,太空军事化、战场化、武器化持续加剧,可能形成新的太空作战体系优势。关注美军太空军事化进程,持续深入分析其太空力量优缺点至关重要。

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