印度反卫星武器试验分析
2020-04-13吕琳琳李国华王鹏钧
吕琳琳,李国华,王鹏钧
(中国人民解放军96901部队,北京100094)
0 引言
2019年3月27日,印度国防研究与发展组织成功进行了代号“Shakti”的反卫星武器测试。试验中,从印度奥里萨邦昌迪普尔的综合测试场发射的导弹成功击落了一颗高度约300 km的低地球轨道(LEO)卫星,达到了预定的目标。
1 印度反卫星武器的发展历程
印度是近十年来才开始公开宣称发展反卫星武器,由于反卫星武器易于造成太空军事化,所以印度并未公布其详细的战略规划,仅在2018年2月发布的《2018年技术视角和能力路线图》中提出了未来十年要研发射程20 km以上的激光武器,可用于摧毁卫星。因此,在弹道导弹防御系统发展计划的框架下,印度利用一些共同技术开发了反卫星武器。
根据印度宇航局领导人发布的信息,印度目前已经具备了发展反卫星武器的几项关键技术。反卫星武器的关键技术之一是对目标卫星进行定位,印度在每次卫星发射时均采用相似的计算算法定位卫星,以避免与同一区域内的其它卫星的运行轨道重合。该技术也可用于反卫星武器攻击目标卫星时的位置计算。除了相关算法,印度还拥有对目标卫星进行定位的地面雷达系统和太空监视系统,这也是反卫星武器的必备条件。尽管印度掌握了反卫星武器的相关技术,但是由于反卫星武器会造成目标卫星产生大量的碎片,破坏太空环境,为防止太空军事化,印度不会开发反卫星武器。直到2007年4月,印度国防部宣布,为了防止巴基斯坦拥有反卫星技术,为了保护自己的军用和民用卫星,印度已经开始设计和开发反卫星武器。印度没有公布反卫星计划的具体细节,只是宣布印度“国防研究与发展组织”和“印度空间研究组织”联合进行相关研究。
2010年1月,印度国防研究与发展组织主任萨拉斯瓦特在第97届印度科学大会的电视新闻发布会中表示,印度正在弹道导弹防御计划框架下开发拦截卫星所需的杀伤拦截器以及可提供清晰的卫星图像的激光器技术。
随后,印度一直非常重视其弹道导弹防御系统的拦截试验,通过拦截试验,也不断检验反卫星的相关技术。2011年10月,萨拉斯瓦特称,利用“烈火-3”弹道导弹和大气层外杀伤器研制反卫星武器具有技术可行性。2012年4月,在印度首次试射“烈火-5”导弹后,萨拉斯瓦特表示,印度将打算研制反卫星武器(ASAT)。“烈火-5”的成功试射,不仅为印度增添了新的战略打击武器,还为印度发展反卫星武器和微小卫星提供了推进系统的技术支撑。射程5000 km的“烈火-5”导弹在抛物线弹道飞行过程中将达到600 km高度的太空,其推进能力能够将反卫星武器送达预定轨道。其后,印度鲜有反卫星武器的消息,直到在2019年2月12日,印度首次展开反卫星试验。印度这次反卫星试验没有达到预先设定的目标,美军的侦察装备成功探测到印度的此次试验,具体情况是反卫星武器在升空30 s以后发生爆炸,未能达到预定高度。印度对失败的原因进行了排查,于3月27日再次进行反卫星试验,此次试验达到了预定的目标,拦截武器成功击毁目标卫星。
2 印度反卫星能力水平
此次飞行试验中,反卫星武器在奥里萨邦昌迪普尔的综合测试场发射,并在168 s后击中目标卫星。根据该目标卫星所处的轨道高度,该卫星可能是2019年1月发射的Microsat-R(位于262 km×280 km轨道),或者是2018年发射的Microsat-TD(353 km×361 km)。按照轨道高度的不同,卫星可分为近地轨道(轨道高度1000 km以下)、中高轨道卫星(1000~10000 km)、高轨道卫星(36000 km)。此次印度的目标卫星轨道高度300 km,表明其位于近地轨道,这一位置的卫星大多数是中继通信卫星和侦察卫星,像雷达侦察卫星、照相侦察卫星、海洋监视卫星、军事气象卫星等。
反卫星武器系统不是单一的某一类武器,其必须有国家导弹防御系统作为基础,依赖与预警探测系统、指挥控制系统和拦截杀伤系统的协同配合,才能成功对卫星进行拦截。
印度使用的陆基动能反卫星武器,这是多种反卫星武器技术之一。目前美国的“标准-3”系列、陆基中段拦截弹(GBI),俄罗斯的S-500动能拦截器等都能够拦截1000 km高度以下低轨道卫星。GBI拦截弹可以拦截中低轨道的卫星,“标准-3”拦截弹可以拦截低轨道卫星。2008年2月21日,美国军方从太平洋发射了一枚“标准-3”拦截武器,并摧毁了位于247 km高度的雷达成像侦察卫星USA 193号。即目前美国和俄罗斯的反卫星技术也主要集中在反低轨道卫星上。美国宇航局于4月1日指责印度试验产生了400个轨道碎片并对国际太空站造成威胁。这表明印度这次反卫星试验确实是成功了,但是仅仅是证明了印度的反卫星导弹已经具有了摧毁低轨道卫星的能力,能够对目标进行毁伤。
拦截武器飞行过程中,印度的地基雷达始终保持对拦截武器的飞行轨迹和目标卫星的全程监控,表明了印度的预警探测装备已经具备了对过顶卫星的持续跟踪、预警、定位能力。但是,此次试验的目标卫星可能是专门为反卫星试验而发射的,卫星的飞行轨迹等各项参数是已经掌握的。反卫星试验不仅需要拦截弹,还需要强大的空间监视系统,像美国就拥有监视卫星、大型相控阵雷达AN/FPS-85、光电望远镜等装备,能够对空间目标进行发现、跟踪测量、识别、轨道计算和编目。印度尚不具备太空监视能力,所以在实战化状态下,印度的反卫星武器尚无法达到准确定位目标的能力。就像印度进行的数次弹道导弹拦截试验一样,只是对一个发射地点、飞行速度与方向、飞行高度或弹道参数均已知且未采用机动变轨的靶弹进行拦截,这样的成功不符合实战情况。
3 印度反卫星试验导弹型号分析
反卫星武器是从地面、空中或外层空间发射的攻击敌方卫星的武器,包括导弹反卫星、小卫星反卫星还有激光反卫等形式。根据印度国防研究与发展组织的说法,此次反卫星试验采用的是导弹反卫星,试验的导弹被称为XSV-1。“S”是这次任务的代号“Shakti”,“V”是“Vehicle”,意思是飞行器,“1”代表第一次试验。此次反卫星试验的任务代号还包括PDVMKII。PDV是印度弹道导弹防御系统的拦截弹,可见反卫星武器是借鉴了导弹防御系统的相关技术。印度国防研究与发展组织宣称此次采用的拦截弹是为反卫星而专门研发的一种全新的导弹,采用了印度现役弹道导弹的相关技术,还采用了动能杀伤器的相关技术。导弹重约18 t,高度13 m。这种地基动能反卫星武器是从地面发射的、依靠武器系统战斗部的高速动能,主要由大推力火箭运载,通过直接碰撞的方式来摧毁卫星。根据印度国防研究与发展组织公布的试验视频,此次试验用的拦截弹是一种二级固体推进弹道导弹。关于助推器的型号,根据之前印度官方的声明,可能来自于“烈火”系列导弹或者K-4潜射弹道导弹。根据表1中对印度陆基弹道导弹核和潜射弹道导弹弹长、质量的数据资料,结合印度发布的相关数据,推测此次采用的助推器应该是K-4潜射弹道导弹,杀伤器则来自于印度导弹防御系统中PDV-2导弹的动能杀伤器。
表1 印度弹道导弹主要型号
4 印度的反导能力分析
反卫星武器的基础就是基于印度的反导技术。印度正在自行研制双层弹道导弹防御系统,包括用于在大气层外拦截弹道导弹的PAD拦截弹和在大气层内拦截弹道导弹的AAD拦截弹。AAD导弹用于在大气层内拦截弹道导弹,可拦截射程不超过1000 km的弹道导弹,PAD导弹是在大地弹道导弹系统的基础上改进而成,能够拦截Ma数5、射程300~2000 km的弹道导弹。印度导弹防御系统第二阶段发展计划已经启动,正在研制PDV拦截弹,用于取代PAD拦截弹。
4.1 总体性能近似于先进国家的部分成熟型号,但可靠性不足
首先,综合战术技术性能类似于美国、以色列和俄罗斯等国的一些成熟型号。其中PAD与美以“箭-2”类似,AAD与美国“爱国者”PAC-2、俄罗斯 S-300V类似,可在大气层内对射程2000 km以下的战术弹道导弹进行末段拦截。另一方面,由于飞行速度低(Ma数6以内)、拦截高度不足、控制技术单一(以气动控制为主)、高速机动性差,无法保证拦截所需的高精度,因此印度AAD和PAD系统目前无法拦截战略弹道导弹(射程3500 km以上)。其次,实战可靠性低。由于发展时间短,同时拦截试验条件的设置缺乏科学性,加上预警探测能力不足。因此,印度AAD和PAD系统距离形成实战能力尚远。
4.2 过于依赖陆基系统,无法形成全面的预警探测能力
目前,印度国产导弹防御系统的预警探测主要以陆基系统为主,以空基和天基为辅。在陆基系统中,“剑鱼”和“马斯特-A”这两种型号的雷达具有较强的导弹预警能力。其中,“剑鱼”雷达能同时跟踪200个目标,对飞行速度Ma数12的中远程弹道导弹最大探测距离达600 km。“马斯特-A”雷达最大探测距离460 km,能同时跟踪200个目标,可探测飞行速度Ma数13的中程弹道导弹。目前仅有3架“费尔康”预警机,对弹道导弹的预警能力较弱。没有专门的导弹预警卫星,不具备侦测飞行中的弹道导弹能力。
4.3 因受多种因素制约,作战反应能力明显不足
一是发射方式简单,只能采取热发射方式,增大了导弹的维护保养难度,降低了机动和生存能力以及战备水平。二是采用了一车一弹的部署方式,火力容量小,反应慢,无法实施多次拦截。三是拦截弹动力装置落后,影响拦截效率。PAD拦截弹在现役“大地-2”弹道导弹的基础上,采用两级火箭发动机推进(第一级为液体燃料火箭发动机,第二级为固体燃料火箭发动机)。由于液体燃料导弹的起飞加速性明显低于固体燃料导弹,这就延长了拦截时间,使第二次拦截的可能性变小,从而限制了PAD的拦截效率。
4.4 尚未掌握多项关键技术,反导体系庞杂且兼容性差
印度国产导弹防御系统由于薄弱的国防工业基础而出现了研制进展缓慢的情况,多数技术依赖于进口。导弹预警雷达技术分别源自以色列和法国,AAD拦截弹则采用了以色列技术,仅PAD拦截弹源自印度自主研制的“大地-2”导弹。印度防务研究所主任曾经透露,即使利用以色列现成的技术设计,印度尚不具备自主研制固体火箭发动机、制导陀螺仪等关键零件。由于整个系统的技术和结构体系混乱,印度反导系统的一个主要问题就是解决兼容性问题。
5 结束语
从反导武器与反卫武器二者之间的关系来看,二者在技术上有很多共通之处,反导武器经过一定的改造即可用于反卫,但要真正建立完整的反卫体系必须发展专用的反卫技术。
反卫星武器是从地面、空中或外层空间发射的攻击敌方卫星的武器,包括导弹反卫星、小卫星反卫星还有激光反卫等形式。反卫星武器中的导弹反卫星的原理和弹道导弹防御系统的原理类似,均采用拦截导弹来打击目标,均需要协同预警探测系统进行目标探测,指挥控制系统进行信息传输,不同的是反卫星武器的目标是卫星,反导系统的目标是来袭导弹。卫星一般运行在固定的轨道上,通过地面的雷达、空间监视系统等各种装备进行探测,把他们传回的资料进行汇总分析,就可以计算出该卫星的轨道、过顶时间、反卫星武器发射后与卫星的交汇点等各种信息,把这些信息输入反卫星导弹,在卫星再次经过预定轨道上空时,导弹发射,按照事先设定好的位置,在各种导引设备的指引下,按照预定轨道飞向目标卫星。反导则不能事先计算,因为无法预知敌方发射导弹的数量、位置、性能、发射时间、飞行弹道等,一旦导弹发射,己方预警探测卫星、雷达等系统必须持续观测并快速计算,由于导弹飞行速度快,反导过程必须要在很短时间内完成,所以难度相对较大。■