超級太空哨兵

龐之浩

導(dǎo)彈是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的超級武器，其日益發(fā)展的高智能型、強(qiáng)大的攻擊性讓導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)防不勝防。但是，有矛就有盾，攔截反制導(dǎo)彈的反導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

當(dāng)今世界反導(dǎo)系統(tǒng)研制和應(yīng)用走在最前面的國家當(dāng)屬美國。而在反導(dǎo)系統(tǒng)中，導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星擔(dān)當(dāng)了“眼睛”的重要角色。它預(yù)警能力的高與低，提供預(yù)警時間的多與少，是導(dǎo)彈攔截成功與否的關(guān)鍵。

2013年3月19日，美國用“宇宙神-5”火箭成功發(fā)射了第2顆“天基紅外系統(tǒng)”地球靜止軌道衛(wèi)星。它是目前技術(shù)上最先進(jìn)的新一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星，用來替換現(xiàn)役的“國防支援計劃”衛(wèi)星。

這個家伙不僅是導(dǎo)彈的新克星，而且稱得上是“超級太空哨兵”。比起原有的導(dǎo)彈衛(wèi)星，它能完成更多的任務(wù)，增強(qiáng)導(dǎo)彈預(yù)警能力，同時對導(dǎo)彈防御、技術(shù)情報和戰(zhàn)場空間感知等研制任務(wù)都有很大促進(jìn)作用。

多星組網(wǎng)，讓導(dǎo)彈難以躲藏

與運(yùn)行在地球靜止軌道的“國防支援計劃”衛(wèi)星相比，“天基紅外系統(tǒng)”是一個由多種軌道衛(wèi)星組成的“龐大星座”，包括高軌道、低軌道兩部分。

通過采用這種不同軌道的多星組網(wǎng)方式，“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星可具有全球預(yù)警能力，能提高衛(wèi)星的空間和時間分辨率，從而有助于探測那些采用機(jī)動發(fā)射架進(jìn)行發(fā)射的導(dǎo)彈。

明察秋毫的高軌道部分

“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星的高軌道部分，由6顆地球靜止軌道衛(wèi)星和4個大橢圓軌道有效載荷組成，主要通過紅外探測器來偵察、跟蹤來襲導(dǎo)彈的熱助推段，為美國最高指揮當(dāng)局和作戰(zhàn)部門提供全球范圍內(nèi)的導(dǎo)彈發(fā)射數(shù)據(jù)。

大橢圓軌道有效載荷由于遠(yuǎn)地點處于北半球上空，適用于長期觀測北半球的情況，主要用來探測俄羅斯等高緯度地區(qū)的洲際導(dǎo)彈發(fā)射及北方水域的潛射導(dǎo)彈發(fā)射。

低軌道里的小衛(wèi)星

“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星的低軌道部分由運(yùn)行在1600 千米高的20 多顆小衛(wèi)星組成。這些衛(wèi)星的特點是，能跟蹤全球范圍內(nèi)來襲導(dǎo)彈發(fā)射后的全過程，同時也提供導(dǎo)彈發(fā)射場和其他技術(shù)情報，從而可有效地為導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供精確的瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括提供彈道中段的精確跟蹤與識別，并將引導(dǎo)數(shù)據(jù)提供給導(dǎo)彈攔截彈。所以，這些小衛(wèi)星能收集、處理和發(fā)送所有彈道導(dǎo)彈發(fā)射的情報。

強(qiáng)大的衛(wèi)星處理系統(tǒng)

作為“超級太空哨兵”的一部分，“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星上的處理系統(tǒng)能預(yù)測出導(dǎo)彈彈道以及彈頭的落點，可使衛(wèi)星的掃描速度和靈敏度比“國防支援計劃”衛(wèi)星高10 倍，能力大大提升。也就是說，處理系統(tǒng)能夠在導(dǎo)彈剛一點火時就探測到，在導(dǎo)彈發(fā)射后10～20 秒內(nèi)能將警報信息傳送給地面部隊。

兩個忙碌的“太空哨兵”

與“國防支援計劃”衛(wèi)星相比，作為“超級太空哨兵”，“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星的另一大改進(jìn)就是采用了兩個探測器。每顆“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星都裝有1臺高速寬視場掃描型短波紅外捕獲探測器（下文中我們叫它“小寬”），1臺窄視場凝視型多譜段跟蹤探測器（下文中我們叫它“小窄”）。

你可能會問，這兩個哨兵是如何工作的呢？他們會干擾對方嗎？不用擔(dān)心，“小寬”和“小窄”各司其職，不僅反應(yīng)靈敏，而且配合相當(dāng)默契。

聰明的“小寬”利用掃描折射望遠(yuǎn)鏡和短波紅外焦面陣列掃描南北半球，探測導(dǎo)彈發(fā)射時噴出的尾煙，提供全球?qū)棸l(fā)射和自然現(xiàn)象的監(jiān)視，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，就會馬上將信息提供給“小窄”。

“小窄”利用望遠(yuǎn)鏡迅速將導(dǎo)彈的發(fā)射畫面拉近放大，以超強(qiáng)靈敏度觀察較小片熱點區(qū)域，緊盯可疑目標(biāo)，跟蹤沿彈道中段和末段飛行的彈頭，為導(dǎo)彈防御系統(tǒng)和戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供高精度的目標(biāo)瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對導(dǎo)彈發(fā)射的全過程跟蹤。

低軌道衛(wèi)星的“72變”

現(xiàn)在人們所說的“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星，一般特指原有的“天基紅外系統(tǒng)—高軌道”衛(wèi)星。而“天基紅外系統(tǒng)—低軌道”衛(wèi)星則被改稱“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”，它有不同的軌道配置：當(dāng)用于完成美國“國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)”任務(wù)時，由3條軌道共21顆衛(wèi)星組成；當(dāng)用于完成導(dǎo)彈預(yù)警、導(dǎo)彈防御、技術(shù)情報、戰(zhàn)場描述這4項任務(wù)時，就變成了4條軌道，由24～28顆衛(wèi)星組成。

衛(wèi)星之間的“接力棒”

“天基紅外系統(tǒng)—低軌道”的衛(wèi)星將成對工作，以提供立體觀測。整個低軌道衛(wèi)星星座是利用衛(wèi)星內(nèi)部的交叉鏈路連接在一起的，每對衛(wèi)星通過60兆赫的衛(wèi)星間鏈路進(jìn)行相互通信。

就像進(jìn)行一場節(jié)奏緊張的接力賽，每顆衛(wèi)星都飛快地向“下一棒”傳遞著信息：當(dāng)?shù)?顆衛(wèi)星所跟蹤的導(dǎo)彈離開它的視線后，它可以將目標(biāo)的位置告知第2顆衛(wèi)星，第2顆衛(wèi)星將繼續(xù)跟蹤目標(biāo)并將有關(guān)引導(dǎo)信息提供給反導(dǎo)部隊……

就這樣，“接力棒”一棒接一棒地傳遞，必要時，這種傳遞可以在整個星座中繼續(xù)下去，直到目標(biāo)被摧毀或無法再探測到為止。