面向未来太空竞争,美国加速推进太空力量建设
2021-02-25张嘉毅国务院发展研究中心国际技术经济研究所
张嘉毅(国务院发展研究中心国际技术经济研究所)
1 引言
近年来,美国高度关注和积极推进太空事业的发展,并将夺取太空主导权作为其太空战略发展的主要目标。同时,美国认为随着中俄等国航天能力的不断增强,美国太空优势地位正逐渐被削弱。为此,美国在太空战略谋划、太空系统构建、太空联盟合作及太空商业利用多面发力,加速推进太空力量发展,以维护其太空绝对优势。
2 美国太空力量建设
加强顶层战略规划,全面推进太空能力建设
(1)太空战略方面
2020年6月,美国国防部发布新版《国防航天战略》,为美国航天领域未来10年发展提供全面指导。该战略与美国《国家安全战略》《国防战略》一脉相承,其“美国第一”“主宰太空”的霸权思维凸显[1],要求美国国防部保持制天权,并为美军和盟军提供太空能力,以确保太空的稳定。战略指出,中俄对美国的太空作战体系构成严重威胁,是美国在太空领域的主要竞争对手。根据战略要求,美国国防部将重点开展以下五个方面工作:一是保护和保卫美国太空能力;二是慑止和挫败对手对太空的恶意利用;三是提供联合作战所需的先进太空能力;四是利用并扶持本国民用和商业航天产业发展;五是维护国际公认的行为标准。该战略作为特朗普政府任期内出台的首份太空军事战略,为美国未来太空军事力量的发展指明了方向,并充分反映出美国在太空领域的核心利益与战略目标。
2020年新版《国防航天战略》
2020年12月,美国发布新版《国家航天政策》,将天军视为保卫美国太空利益的重要力量,并强调通过强化太空感知能力、制定太空行为标准及提升天基系统韧性来维持美国在太空中的领导地位。该政策的出台表明了美国力图夺取太空战略优势和谋求太空军事化的决心。
此外,美国于2020年12月发布《航天政策第6号令》,以推进太空核动力和推进技术发展。该指令以国家战略的形式要求美国政府组织科学研发,使美国有能力在太空中使用核能,为人类在月球与火星上建立居住地提供能源,并为太空飞船等提供动力。
(2)太空作战方面
2020年7月,美国天军宣布成立“三角队”和“守备队”,以替代原美国空军的彼得森空军基地第21航天联队、施里弗空军基地第50航天联队和巴克利空军基地第460航天联队。据悉,“三角队”由上校指挥,针对具体任务和行动开展训练,而“守备队”负责为派驻于其设施的“三角队”提供保障职能,如安保、土木工程、公共事务、医生和随军牧师等。
2020年8月,美国天军发布首份作战条令——《太空力量》,阐述其为维护国家安全承担的责任与使命。文件称,美国太空力量发展将遵循五项原则:一是构建一个和平、安全、稳定和可访问的太空领域;二是发展全球性的太空能力;三是利用太空部队提升太空防御和投射能力,并与盟友开展密切合作;四是提升地面、太空和链路安全,以维护太空能力;五是太空部队将重视组织的敏捷性、创新性,以提升适应能力。同时,美军首次从物理、网络及认知维度对太空领域进行全面剖析,这将为其深化在太空领域的军事部署奠定基础。
2020年10月,美国天军在科罗拉多州彼德森空军基地举行仪式,正式成立太空作战司令部。据悉,太空作战司令部的主要职能是负责管理和维护包括GPS星座、导弹预警卫星及军用通信卫星在内的军事卫星,并将为美军全球作战提供太空支援。太空作战司令部作为美国天军派驻美军太空司令部的军种部门,将负责协调美军各军种太空系统的指挥运用。此外,美国天军还将设立太空系统司令部和太空训练与战备司令部,加强太空武器研制和太空人员培训,以全面提升太空部队作战能力。
2020年11月,美国天军发布《太空作战规划指南》,为天军推进国防战略目标提供指导,明确了未来10年美国天军建设的五大优先事项。一是建立精简敏捷的部队,成立新的技术与创新办公室,减少官僚主义。二是培养新型联合作战士兵,利用虚拟现实等新技术训练士兵作战能力。三是发展辅助太空作战的新能力,根据太空作战分析设计部队结构,提高采办效率,缩小灰色地带,加强民用和商业太空力量。四是扩大与美国空军、情报共同体、工业界、学术界及盟国的合作。五是利用数据服务推动创新,开发数字化采办系统,应用机器学习等技术辅助决策,推动天军数字化作战。
(3)太空安全方面
2020年9月,美国白宫发布《航天政策第5号令》,旨在提升太空系统的网络安全。该指令是首个与太空网络系统安全相关的综合性政策文件,概述了政府机构和企业为保护太空系统免受黑客攻击和其他网络威胁可采取的应对策略。美国高层官员表示,该指令意在建立关键的网络安全原则,以指导美国开展太空系统网络防护工作,并为应对太空系统安全奠定基础。随着网络技术不断发展,太空与网络空间的融合愈加紧密,而《航天政策第5号令》的颁布表明了美国已将太空网络安全视作维护太空安全的重要一环。
未来,美国将继续以太空安全为核心,充分贯彻《国家安全战略》《国防战略》《国防航天战略》《国家航天政策》等一系列文件要求,继续完善太空军事力量建设,尤其是加速推进天军组建进程,为其夺取制天权提供重要保障。
打造下一代太空架构,保持太空系统优势
2019年7月,美国航天发展局(SDA)为应对新兴威胁计划构建下一代太空体系架构。该架构将由传输层、导航层、监视层、威慑层、跟踪层、作战管理层以及支持层等组成,计划实现目标瞄准支持、先进导弹威胁跟踪、导航备份系统、太空态势感知、全球监视、威慑、作战管理、通用地面与支持等八大能力,补充和支持由美国国家侦察局和美国天军主导的军事航天系统。美国天军拟借助下一代太空体系架构,谋求未来军事航天体系架构转变,以获取太空优势。
SDA将首先建设传输层星座,该星座主要用于实现两大目标,一是确定地面和海上目标位置;二是对高超声速滑翔飞行器等先进导弹进行跟踪。该星座将采取分层的模块化设计,采用批量化生产模式,并将借助美国商业航天公司的力量,加快推进部署进程。
目前,SDA正积极推进该星座的研制进程,已于2020年9月宣布为洛马公司(LM)和约克空间系统公司(York Space Systems)分别提供价值1.875亿美元和9400万美元的合同,以开始建造“传输层0期”通信卫星。“传输层”卫星作为SDA正在开发的“国防太空架构”的骨干系统,将为美军全球作战平台提供有保证、有韧性、低延迟的军事数据和连通能力。
2020年10月,SDA授予太空探索技术公司(SpaceX)和L3哈里斯技术公司(HRS)下一代太空架构跟踪层开发合同,以建造8颗“过顶持续红外”低轨卫星。这些卫星的主要任务是探测、识别和威慑潜在的陆地和太空威胁。根据规划,该星座拟于2024年实现区域覆盖,到2026年实现全球覆盖。
在此基础上,SDA还将部署上千颗卫星,组成多个星座,以强化太空系统综合能力。未来,该星座作为顶层太空架构,将融合各军种的通信网络,为美军实现联合多域作战提供关键支持。
下一代太空体系架构的组建体现出美国在太空体系发展思路方面的变化,即由集中向分散转变,并且在目标定位上更加聚焦导弹防御与太空攻防,更加强调实战化、一体化功能和灵活、弹性与敏捷等特征。下一代太空架构一旦实现并投入实战,将对导弹防御和太空攻防作战带来颠覆性影响,并改变目前人们对太空战场的既有认识。[2]
完善太空态势感知系统,提升太空监视水平
掌握太空环境变化和在轨飞行器运行活动不仅是保障自身太空系统安全的前提,也是开展太空攻防对抗活动的基础。因此,太空感知能力建设已成为美国关注的重点内容。
2020年3月,美国天军宣布正式启用“太空篱笆”(Space Fence)空间监视雷达站。“太空篱笆”属于地基雷达系统,主要用于跟踪低地球轨道(LEO)上的卫星和空间碎片。“太空篱笆”使用固态S频段技术检测和跟踪太空轨道中的物体,可探测低地球轨道直径5厘米的太空目标,并具备对更高轨道物体的搜索能力。该系统的升级部署将帮助美军提升对亚太地区的太空态势感知能力,凸显了美国对太空战略的重视。
2020年5月,美国天军开发出用于跟踪和监视太空物体的“小林丸”太空跟踪系统。该系统可为美国天军提供数据流和存储技术,使其能够更好地监视太空环境,并推进太空操作系统的现代化。同时,该系统还可为美国、英国、澳大利亚、新西兰和加拿大在内的“五眼联盟”成员国提供服务,简化太空物体跟踪流程,并实现成员国之间的数据复制,加强盟国在太空领域的信息共享能力。
强化太空攻防能力建设,维护太空安全
2020年3月,美国天军接收首套攻击武器系统“反通信系统Block 10.2”(CCS B10.2),并宣布其具备初步作战能力。CCS B10.2是一种升级版的陆基卫星通信干扰系统,由美国天军航天与导弹系统中心(SMC)和L3哈里斯技术公司合作开发,初期版本于2004年服役。该系统可阻止敌方军用卫星系统进行快速通信和信息共享,可以大幅提升美军作战优势。该系统属于非动能武器,装有多个碟形天线,可对敌方的通信卫星进行干扰,从而破坏敌方部队使用卫星进行信息交互和共享的能力。该系统不会对卫星造成实质性破坏,可避免太空碎片的产生,防止污染太空环境。该武器的部署或将成为美国天军削弱潜在对手利用太空的关键武器,以确保美国在太空中的行动自由。
美国太空部队接收CCS B10.2陆基卫星干扰器
此外,美国天军计划在2027年前采购48套陆基反卫星装置,以便在发生冲突时干扰俄罗斯等潜在对手的通信卫星,进一步加强对太空领域的控制能力。
2020年5月,美国ManTech国际公司(MANT)推出“太空靶场”服务,该服务可对卫星通信网络进行模拟攻防演练,发现隐藏的系统漏洞和软件缺陷,以帮助保护美国军方、情报界和商业卫星运营商的太空网络。该项服务的推出表明太空系统与网络安全的融合日益深化,太空领域的网络安全将成为构建未来太空攻防体系的重要组成部分。
太空作为新的作战疆域必将成为新的“角斗场”,而太空武器将成为彰显太空力量和维护太空利益的关键。美军加快发展太空武器装备,以期在未来的深空博弈中占得先机、夺取优势、克敌制胜。
深化太空合作,稳固太空联盟
2020年5月,美国太空司令部正式接管“奥林匹克防卫者行动”项目的指挥权。该项目是由美国战略司令部发起,旨在协调美国与其盟友太空防御合作的一项工作。美国太空司令部领导层认为,随着太空的日益拥挤和潜在对手反太空能力的不断增强,美国应与盟友在太空领域开展更加紧密的合作,共同发展太空防御能力,以应对太空威胁。
2020年8月,美国天军宣布将开始与英国共享重要的太空态势感知数据,以强化英美太空联合防御,共同应对太空威胁。
2020年9月,美国天军建立首席伙伴关系办公室,旨在与盟国发展作战能力,扩大美国天军与澳大利亚、加拿大、日本、新西兰、英国、法国和德国的太空合作伙伴关系。该办公室拟设在航天与导弹系统中心,将美国国防部在太空领域的伙伴关系从“单向数据共享”转变为联合开发作战能力。
此外,美国航天与导弹系统中心还将与挪威合作,为美国天军北极卫星通信系统提供两个关键的有效载荷,以提高美军北极地区军事卫星通信的安全性。目前,美国正在充分利用和集成盟友的太空能力,致力于在太空领域打造“太空北约”,以最大限度扩大太空威慑,制约潜在对手太空能力的发展。
发挥商业航天优势,提升太空系统综合能力
2020年2月,美国天军委托兰德公司(RAND)为其评估商业航天企业能力。该评估要求兰德公司为美国天军找出可为其提供帮助的商业航天技术,并分析在武装冲突期间使用商业系统所涉及的潜在风险。美国天军官员认为,商业航天企业能帮助天军加速实现能力现代化。
同月,美国天军发布《卫星通信发展愿景》,旨在改变国防部卫星通信的采办及使用方式,增强战场通信能力。文件称,美军应加强对商业卫星通信能力的集成和运用,为美军建设安全、可靠、经济和具有韧性的卫星通信体系架构提供支持。
2020年8月,美国航天与导弹系统中心产品架构师罗素·蒂汉上校表示,美国天军未来采购的卫星、地面基础设施和信息系统大部分将由商业部门提供,这些部门将成为美国天军能力的组成部分。军事太空架构主要由太空优势、战略效果及战区效果组成。他认为,商业航天部门能帮助美军提升这三方面能力。一是商业卫星可为美国在深空探索领域提供通信、导航、自动化和维修等需求支持;二是商业卫星或可充当太空传感器,帮助美国天军提升导弹预警探测能力;三是商业公司可为美国国家航空航天局(NASA)的月球和火星探索项目提供技术支持。
目前,航天与导弹系统中心正在与数十个政府组织和上百家公司开展合作,将对光电红外传感器、天气预测和导弹防御等技术进行筛选,计划在12~24个月内创建原型技术系统,并将其送入轨道开展测试。未来,美国将继续发挥商业航天优势,为其完善太空系统能力提供重要支持。
3 结束语
太空凝聚了国家重大战略利益,必然成为大国战略博弈的核心阵地。美国加速推进太空力量建设或将引领新一波的太空军备竞赛,打破现有太空战略平衡,导致太空安全风险升级,致使太空安全形势发生重大变化。对此,我国应及时把握太空领域面临的现实威胁与潜在风险,关注太空安全的新动向,以保卫我国太空安全和太空利益。