美國太空戰(zhàn)裝備及太空戰(zhàn)能力

鄭 向

2018年6月18日，美國總統(tǒng)特朗普突然宣布要創(chuàng)建獨立的太空軍。那么當(dāng)前美國的太空軍事力量實力如何？

美國對太空目標(biāo)的硬殺傷能力

當(dāng)前美國對太空目標(biāo)的硬殺傷能力主要來自從20世紀(jì)90年代后逐步發(fā)展起來的彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，具體的大氣層外反導(dǎo)導(dǎo)彈型號有三種：空軍的陸基中段反導(dǎo)導(dǎo)彈（GBI）、海軍的標(biāo)準(zhǔn)-3?；卸畏磳?dǎo)導(dǎo)彈、陸軍的末段高空區(qū)域反導(dǎo)導(dǎo)彈（THAAD，音譯為“薩德”）。

美國于1983年推出了“戰(zhàn)略防御倡議”（SDI）計劃，媒體稱之為“星球大戰(zhàn)”計劃。1993年SDI被取消后，美國的戰(zhàn)略防御系統(tǒng)經(jīng)過多年的調(diào)整和發(fā)展，其核心能力當(dāng)前已經(jīng)演化成了陸基中段防御系統(tǒng)（GMD）。2017年年底美國總統(tǒng)特朗普在其《國家安全戰(zhàn)略報告》中提出，美國將大幅升級彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。主要內(nèi)容一是建設(shè)新的基地并增加陸基中段反導(dǎo)導(dǎo)彈的數(shù)量；二是在阿拉斯加和夏威夷各部署1部新型S波段預(yù)警雷達(dá)，以增強對中國的防御；三是研制并部署新的天基反導(dǎo)傳感器系統(tǒng)，即低軌道天基紅外系統(tǒng)，共24 顆衛(wèi)星，用于精確跟蹤太空中飛行的彈道導(dǎo)彈彈頭并引導(dǎo)攔截器擊中目標(biāo)（該系統(tǒng)實際上是由SDI中的航天監(jiān)視與跟蹤系統(tǒng)演變而來，目前只部署了2顆驗證衛(wèi)星）。

GMD中的GBI是井基三級固體導(dǎo)彈，最大速度達(dá)8千米/秒，作戰(zhàn)高度130～2000千米，最大作戰(zhàn)距離超過4000千米。戰(zhàn)斗部為大氣層外殺傷攔截器（EKV），質(zhì)量約55千克。EKV的導(dǎo)引頭主要由1個可見光探測器和2個長波紅外探測器等組成，對目標(biāo)的最大探測距離可達(dá)1000千米以上。可見光探測器的作用有兩個：一是用于星校準(zhǔn)以便確定EKV在空間的方位，二是對陽光照射下的目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離捕獲與跟蹤。不過對目標(biāo)的探測主要還是靠紅外探測器。EKV的空間機動能力由10臺小火箭發(fā)動機提供，其中4臺為軌道控制發(fā)動機，6臺為姿態(tài)控制發(fā)動機。GMD采用“四攔一，發(fā)射－觀察－再發(fā)射”的戰(zhàn)術(shù)，即先發(fā)射2枚導(dǎo)彈攔截來襲目標(biāo)，然后觀察攔截效果，如未命中目標(biāo)，就再發(fā)射2枚導(dǎo)彈。作戰(zhàn)流程大致是：當(dāng)預(yù)警衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)敵方發(fā)射遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈后，早期預(yù)警雷達(dá)和X波段雷達(dá)就開始搜索目標(biāo)（靠前部署時，X波段雷達(dá)將比早期預(yù)警雷達(dá)更早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)），一旦捕捉到目標(biāo)就立即建立跟蹤并測量出目標(biāo)軌跡參數(shù)的精確數(shù)據(jù)。設(shè)在科羅拉多州夏延山基地的作戰(zhàn)指揮中心根據(jù)雷達(dá)（以及空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)，即低軌道天基紅外系統(tǒng)）提供的信息為GBI裝訂目標(biāo)數(shù)據(jù)，確定其飛行彈道和作戰(zhàn)區(qū)域，然后發(fā)射導(dǎo)彈。GBI升空后，X波段雷達(dá)可以同時跟蹤導(dǎo)彈和目標(biāo)，并向?qū)梻魉湍繕?biāo)的高精度信息，以供導(dǎo)彈修正飛行路線使用。約3分鐘后EKV與助推火箭分離，首先進(jìn)行“星校準(zhǔn)，確定自身的空間方位并通過調(diào)整把導(dǎo)引頭對準(zhǔn)目標(biāo)方向，隨后捕捉、跟蹤和識別目標(biāo)，之后EKV的制導(dǎo)設(shè)備將根據(jù)相關(guān)信息計算出正確的攔截彈道，控制10臺小火箭工作，使EKV準(zhǔn)確地飛向目標(biāo)，直至與目標(biāo)高速相撞。在相撞之前，EKV可以將相距很近的目標(biāo)物體圖像傳送回指揮中心，以進(jìn)行毀傷評估或幫助后續(xù)EKV區(qū)分彈頭與誘餌及其他物體。

“戰(zhàn)略防御倡議”計劃的目的就是以各種手段攻擊敵方的外太空洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈和航天器，以免遭受核打擊

2008年2月21日，美國海軍在夏威夷西部太平洋海域，從提康德羅加級巡洋艦伊利湖號上發(fā)射1枚標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈，將1顆247千米高度的失控偵察衛(wèi)星USA-193擊毀。從而證明反導(dǎo)導(dǎo)彈用于反衛(wèi)星是確實可行的，所謂防御武器其實是攻防兼?zhèn)涞?。反衛(wèi)星的關(guān)鍵技術(shù)、手段有很多與大氣層外反導(dǎo)是類似的。2011年4月15日，標(biāo)準(zhǔn)-3進(jìn)行了一次最具挑戰(zhàn)性的反導(dǎo)試驗，成功攔截了射程超過3000千米的假想敵來襲導(dǎo)彈。目前的標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈可以打擊中近程彈道導(dǎo)彈和低軌道衛(wèi)星，將來經(jīng)過不斷改進(jìn)后可以攔截洲際導(dǎo)彈。標(biāo)準(zhǔn)-3是三級固體導(dǎo)彈，采用慣性/GPS復(fù)合制導(dǎo)，速度3.5千米/秒，作戰(zhàn)高度100～500千米，最大作戰(zhàn)距離1200千米。戰(zhàn)斗部為模塊化自尋的輕型動能殺傷器（MK-142），質(zhì)量僅約23千克，是目前世界上最小巧的外大氣層殺傷器。該殺傷器其實就是SDI的遺產(chǎn)，原設(shè)想用天基電磁軌道炮來加速這種動能攔截器，速度可達(dá)10千米/秒，足以攔截中段飛行的洲際導(dǎo)彈。標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈發(fā)射后，第三級火箭在約60千米高度第一次脈沖點火（如果需要修正飛行，還可以進(jìn)行第二次脈沖點火），導(dǎo)彈在90千米高度拋掉頭罩，動能攔截器的導(dǎo)引頭開始工作，當(dāng)導(dǎo)引頭捕捉到目標(biāo)后攔截器就與彈體分離。MK-142采用長波紅外成像制導(dǎo)，對典型戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的捕獲距離為300千米。MK-142裝有4.5千克燃料和10臺小火箭發(fā)動機，可以進(jìn)行變軌機動和修正位置誤差。為了增大殺傷概率，MK-142在撞擊目標(biāo)之前，還將拋撒出自身攜帶的小型鎢棒，共同打擊來襲目標(biāo)。但是標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈系統(tǒng)的最大弱點是無法識別假目標(biāo)，不管是宙斯盾艦上的S波段AN/SPY-1相控陣?yán)走_(dá)，還是MK-142上的單色紅外探測器，都不具備目標(biāo)識別能力。在實戰(zhàn)中還需陸基X波段雷達(dá)或其他精密探測系統(tǒng)提供目標(biāo)信息支持。而且標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈速度較低，對太空中的高速目標(biāo)只能采取迎擊的模式，不具備全向攔截能力。針對以上不足，美國海軍近幾年都進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)，如給導(dǎo)彈換裝直徑更大的火箭發(fā)動機，最大速度據(jù)稱比基本型提高50%，攔截器導(dǎo)引頭則換成雙色紅外傳感器，具備一定的目標(biāo)識別能力，但這些小修小補并不能從根本上解決問題?？偟膩碚f標(biāo)準(zhǔn)-3攔截性能落后的彈道導(dǎo)彈時把握較大，但要對付具有強大突防能力的先進(jìn)彈道導(dǎo)彈則倍感吃力。

彈道導(dǎo)彈突破了中段反導(dǎo)系統(tǒng)的防御網(wǎng)后，就進(jìn)入了末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)（THAAD）的攔截范圍。THAAD實際上也是從SDI中剝離出來的一個獨立項目。THAAD導(dǎo)彈是單級固體導(dǎo)彈，采用慣性/指令修正復(fù)合制導(dǎo)，速度2.8千米/秒，作戰(zhàn)高度40～150千米，最大作戰(zhàn)距離200千米。戰(zhàn)斗部為動能殺傷攔截器（KKV），質(zhì)量約60千克，采用中波紅外成像制導(dǎo)。和其他反導(dǎo)系統(tǒng)相比，THAAD的最大特點是它的作戰(zhàn)高度—從大氣層內(nèi)的40千米跨越到大氣層外的150千米，號稱“全球惟一能在大氣層內(nèi)外攔截彈道導(dǎo)彈的陸基反導(dǎo)系統(tǒng)”。THAAD的基本作戰(zhàn)單位是連，由2～3個連組成一個反導(dǎo)戰(zhàn)斗營，這足以為一個陸軍集團(tuán)軍的展開地域撐起可靠的空中保護(hù)傘。一個導(dǎo)彈連擁有3輛發(fā)射車（每輛發(fā)射車上裝載8枚導(dǎo)彈），1部AN/TPY-2雷達(dá)，1套作戰(zhàn)管理/指揮、控制、通信、情報系統(tǒng)。整套THAAD系統(tǒng)中，最大的亮點不是導(dǎo)彈，而是AN/TPY-2型X波段固態(tài)有源多功能相控陣?yán)走_(dá)。該雷達(dá)性能十分強大，比預(yù)警雷達(dá)具有更好的波段分辨率，通過雷達(dá)成像可以達(dá)到很高的探測精度（能夠識別彈頭和誘餌），而且還可以通過空運、船運進(jìn)行全球機動部署，僅1部就能完成探測、搜索、跟蹤和目標(biāo)識別等多項任務(wù)，還能為飛行中的導(dǎo)彈傳輸目標(biāo)更新數(shù)據(jù)，對雷達(dá)反射截面積為1平方米的目標(biāo)（相當(dāng)于典型彈道導(dǎo)彈彈頭）最大探測距離可達(dá)1200千米，有效制導(dǎo)距離500千米，對“過天頂”目標(biāo)也能持續(xù)跟蹤。THAAD的作戰(zhàn)流程是：當(dāng)預(yù)警衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)來襲導(dǎo)彈后，AN/TPY-2雷達(dá)進(jìn)行遠(yuǎn)距離搜索，捕獲目標(biāo)后即對其進(jìn)行跟蹤，并把跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)送至作戰(zhàn)管理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)立即制定攔截方案并對導(dǎo)彈進(jìn)行射擊單元裝訂，隨后導(dǎo)彈發(fā)射；AN/TPY-2雷達(dá)同時跟蹤目標(biāo)和導(dǎo)彈，并向?qū)梻魉托拚哪繕?biāo)數(shù)據(jù)，對導(dǎo)彈進(jìn)行中段飛行制導(dǎo)，數(shù)分鐘后動能攔截器被釋放，進(jìn)行自動尋的飛行，直至和目標(biāo)相撞；在碰撞之前，KKV的紅外成像導(dǎo)引頭可以將目標(biāo)圖像信息傳送給作戰(zhàn)管理系統(tǒng)進(jìn)行毀傷評估，如果沒有命中目標(biāo)，管理系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)和KKV提供的信息評估后將發(fā)射第2枚導(dǎo)彈實施攔截。這種作戰(zhàn)方式稱為射擊—評估—射擊。但是THAAD的攔截高度區(qū)間只有110千米，彈道導(dǎo)彈彈頭穿過這段距離只需要30秒左右，顯然留給第2次射擊的時間是很緊張的。因此THAAD的改進(jìn)方向是繼續(xù)增大攔截高度和射程，采用兩級火箭發(fā)動機，這樣不僅可以增加第2次攔截的機會，還將具備反低軌衛(wèi)星的能力。

目前的標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈可以打擊中近程彈道導(dǎo)彈和低軌道衛(wèi)星

高超音速飛行器成為美國實現(xiàn)“全球快速打擊戰(zhàn)略”的重要武器之一

美國太空軍事力量指揮體系

那么對于龐大的太空軍事力量美國是如何進(jìn)行控制和指揮的呢？早在20世紀(jì)80年代，美國就建立了航天司令部，到2002年，航天司令部和戰(zhàn)略司令部合并，成立新的美國戰(zhàn)略司令部。新戰(zhàn)略司令部職責(zé)主要包括：控制美國核力量、實施太空軍事對抗、計算機網(wǎng)絡(luò)對抗、戰(zhàn)略預(yù)警和全球作戰(zhàn)計劃等。戰(zhàn)時該司令部將負(fù)責(zé)美全球?qū)椃烙囊惑w化作戰(zhàn)指揮。戰(zhàn)略司令部下轄空軍航天司令部、海軍網(wǎng)絡(luò)與航天司令部、陸軍導(dǎo)彈防御與航天司令部。由于美國90%的航天力量都?xì)w空軍掌管，所以空軍航天司令部就成了美國航天力量的主體。其遂行的主要任務(wù)包括太空力量支援、太空控制、力量增強、維護(hù)和使用美國的陸基洲際彈道導(dǎo)彈、計算機網(wǎng)絡(luò)進(jìn)攻與防御。空軍航天司令部下轄第14航空隊、第20航空隊和太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心。其中第14航空隊是美軍太空軍事力量的骨干，負(fù)責(zé)美軍在全球作戰(zhàn)中航天力量的作戰(zhàn)計劃和具體部署，以及監(jiān)視、預(yù)警、衛(wèi)星指揮與控制在內(nèi)的航天活動。其所轄的5個聯(lián)隊和1個聯(lián)合航空航天作戰(zhàn)中心共編有155個單位，被分布在全世界44處基地。其中第21航天聯(lián)隊是美國空軍惟一一個為各大司令部和世界各地的美軍作戰(zhàn)部隊提供全球?qū)楊A(yù)警和太空能力的部隊。該聯(lián)隊還負(fù)責(zé)對地球軌道上9500余件空間物體實施“不間斷”的監(jiān)視與跟蹤，并將觀測圖像記錄在其“空間目錄”數(shù)據(jù)庫中。

“ 星球大戰(zhàn)”計劃想象圖

美國反太空能力評估

盡管太空作戰(zhàn)的武器平臺、戰(zhàn)場空間和空中作戰(zhàn)是不同的，但我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^空中作戰(zhàn)的發(fā)展規(guī)律來推測太空作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢。20世紀(jì)的空中作戰(zhàn)經(jīng)歷了3個主要階段：偵察與通信支援、爭奪制空權(quán)和從空中對地球表面戰(zhàn)場實施大規(guī)模攻擊。因此太空作戰(zhàn)也應(yīng)該經(jīng)歷相似的3個階段，先是提供太空信息支援，然后是爭奪制天權(quán)，最后是形成對地球表面進(jìn)行戰(zhàn)略打擊的能力。目前美國的太空作戰(zhàn)能力應(yīng)該是處在從第一階段向第二階段過渡的過程。由于冷戰(zhàn)時期的高強度投入，美國在20世紀(jì)基本上完成了第一階段，進(jìn)入21世紀(jì)后則開始向第二階段推進(jìn)。

那么美國的反太空能力究竟如何？2015年蘭德公司的研究報告《中美軍事記分卡：兵力、地理以及不斷變化的力量平衡（1997—2017）》對此類問題進(jìn)行了評估，報告中對美國的反衛(wèi)星作戰(zhàn)能力進(jìn)行了定性分析。截止到2015年1月31日，美國有526顆在軌運行衛(wèi)星（其中30%為軍用），其中情報、監(jiān)視與偵察衛(wèi)星45顆，導(dǎo)航衛(wèi)星36顆，通信衛(wèi)星320顆，地球觀測衛(wèi)星55顆，太空科學(xué)衛(wèi)星18顆，技術(shù)開發(fā)衛(wèi)星52顆。由于相關(guān)條約的限制和國際社會的反對，任何國家都很難明目張膽的大力研制和部署專門的反衛(wèi)星武器系統(tǒng)，所以美國目前的反衛(wèi)星能力還主要來自軟殺傷手段。2002年美國空軍就開始研制反衛(wèi)星通信系統(tǒng)（CCS），這是一種對通信衛(wèi)星實施機動干擾的系統(tǒng)，能夠用射頻干擾敵方衛(wèi)星的上行/下行鏈路，阻斷敵方的衛(wèi)星通信。到2016年已經(jīng)裝備了至少7套，分別部署在新墨西哥州霍洛曼空軍基地的第4太空控制中隊和科羅拉多州彼得森空軍基地的第76太空控制中隊。此外美國研制的眾多高能激光器也能對低軌道的光學(xué)偵察衛(wèi)星實施致盲攻擊。特別是美國裝備在龐塞號船塢登陸艦上的一臺30千瓦激光裝置可以全球機動，是較理想的反低軌道衛(wèi)星武器。美國對衛(wèi)星的硬殺傷能力主要來自其已經(jīng)部署的反導(dǎo)系統(tǒng)，因為在太空中反導(dǎo)彈所需要的跟蹤、瞄準(zhǔn)、制導(dǎo)等技術(shù)其實和反衛(wèi)星是一樣的。2008年美國海軍就確實用1枚標(biāo)準(zhǔn)-3反導(dǎo)導(dǎo)彈擊毀了一顆失效的低軌道偵察衛(wèi)星，這說明反導(dǎo)系統(tǒng)只要稍加改進(jìn)就能用于反衛(wèi)星。就硬殺傷而言，衛(wèi)星的軌道越高就越安全，在低軌道（高度300～2000千米）運行的主要是情報、監(jiān)視與偵察衛(wèi)星以及氣象衛(wèi)星等，這些太空目標(biāo)受美國反導(dǎo)系統(tǒng)的威脅最大。對于運行在高軌道上的通信衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星來說基本不必?fù)?dān)心受到硬殺傷，但美國強大的干擾能力對其構(gòu)成很大威脅。近些年來某些地區(qū)軍事大國開始部署海洋監(jiān)視衛(wèi)星，用于監(jiān)控海上目標(biāo)，這對美國航母戰(zhàn)斗群構(gòu)成了較大威脅，蘭德報告認(rèn)為使用電子干擾是反制此類衛(wèi)星的有效手段。但因為這些海洋監(jiān)視衛(wèi)星主要監(jiān)控西太平洋地區(qū)，并且運行在低軌道，覆蓋范圍小，如果要進(jìn)行干擾，干擾裝置就必須布置在目標(biāo)區(qū)附近才能發(fā)揮作用，這樣自身就很容易暴露并遭到攻擊，所以風(fēng)險很大?？偟膩碇v，蘭德報告認(rèn)為以目前美國的反太空能力能夠?qū)Φ貐^(qū)軍事大國的衛(wèi)星系統(tǒng)構(gòu)成中等程度的威脅，其中通信衛(wèi)星受到的威脅最大，而且隨著美國反衛(wèi)星通信系統(tǒng)平臺數(shù)量和性能的提高，這種威脅將持續(xù)上升。但要注意，美國的潛力是十分巨大的，如果真的成立太空軍并下決心大幅增加投入，特別是研制并部署天基武器系統(tǒng)，那么美國的太空戰(zhàn)硬殺傷能力很可能將得到躍升，可以明顯和其他國家拉開距離。

在天對地戰(zhàn)略打擊能力方面，美國也進(jìn)行了探索，例如發(fā)展空天飛機等

結(jié) 語

綜上所述，美國的太空戰(zhàn)能力在提供太空信息支援方面已經(jīng)非常全面、非常強大；在爭奪制天權(quán)方面，美國目前主要依靠地基高速動能武器系統(tǒng)，不過離理想狀態(tài)還有不小的距離；在天對地戰(zhàn)略打擊能力方面，美國也進(jìn)行了探索，例如發(fā)展空天飛機和亞軌道高超音速飛行器等。太空作戰(zhàn)武器裝備和力量體系的建設(shè)，是人類歷史上前所未有的巨型工程，所面臨的各種技術(shù)難題和障礙必定多如繁星，即使要達(dá)到冷戰(zhàn)時期“星球大戰(zhàn)”計劃所構(gòu)想的那種水平，也還有很長的距離要走。美國的反導(dǎo)技術(shù)路徑，從20世紀(jì)50年代的地基核攔截，到80年代的天基攔截，再到21世紀(jì)初的地基動能攔截，每隔20～30年進(jìn)行一次技術(shù)躍升，但結(jié)果都不很理想，未來可能還是要走天基定向能武器的技術(shù)路線，最終實現(xiàn)恐怕要到21世紀(jì)中葉了，跨越100年。到那時導(dǎo)彈核武器的戰(zhàn)略地位才有可能大幅降低，或許有新的戰(zhàn)略武器替代它的位置，從而展開新一輪的較量，永無止境。