欧阳龙|终极战场!美俄反卫星武器的现状与发展
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苏联“钻石”(Алмаз)空间站
2007年1月 , 外媒报道中国在11日成功进行了一次反卫星导弹试验 , 将报废的“风云一号C”气象卫星在865千米高的轨道上迎面击毁 。 该消息被外媒热炒 , 他们纷纷渲染中国掌握了反卫星能力 。 殊不知 , 类似的事情 , 美俄早就干过 。
经过半个多世纪的发展 , 空间技术取得了巨大的成就 。 人造卫星在造福于人类的同时 , 也被各军事大国用于军事目的 , 这类卫星包括侦察卫星、导航卫星、气象卫星和间谍卫星 。 卫星和其他空间武器一样 , 成为掌握空间控制权的重要资产和战略利器 。 因而 , 击毁或失能对手的卫星 , 即反卫星(ASAT) , 已经成为各军事大国的战略目标 。 对应的反卫星武器是指干扰、削弱、阻止以及摧毁卫星执行任务能力的所有手段总称 。
【欧阳龙|终极战场!美俄反卫星武器的现状与发展】1957年10月4日苏联发射了第一颗人造地球卫星 , 震惊了美国政府和军界 , 美国人惊呼是又一次珍珠港事件 。 他们在发射自己的人造卫星后 , 从50年代后期就开始研制反卫星武器 , 但是一直没有成功 。
天基
在冷战条件下 , 苏联随即做出反应 。 考虑到地球大气和重力的影响 , 以及当时的技术水平 , 苏联着重研究天基反卫星武器 。 具体的毁伤方式则有激光、“卫星歼击机”、天基反卫星导弹等 。
搭载“猎鹰梯队”空中激光武器实验室的俄罗斯A-60大型特种飞机
苏联研究天基反卫星武器的历史可以追溯到20世纪60年代开始实施的“钻石”计划 。 该计划把一个秘密的军用空间站发射到219—270千米的高度 , 空间站上装备了23毫米自动炮 , 能对敌方卫星进行在轨检查 , 在必要时摧毁它们 , 还能防止敌方攻击或劫持己方卫星 。 1973年至1976年期间苏联发射了3个军用空间站 , 除了自动炮 , 每个空间站还安装了一个兆瓦级的二氧化碳激光器 。 为了掩人耳目 , 发射的这3个空间站对外称民用:“礼炮” 2、3和5 。 苏联从1983年开始加大了激光反卫星的研究 , 研制出了天基激光武器原理样机 。 在“联盟”号载人宇宙飞船上试验了氟化氘卫星激光武器 。
俄罗斯空军米格-31截击机携带不明导弹 , 西方认为其具备反卫星能力 。
说到天基反卫星 , 苏联还有更大胆的设想 。 1960年4月 , 苏联火箭专家切洛梅提出用UR-200火箭发射反卫星武器的计划 , 并在1961年3月开始了“卫星歼击机”系统(IS)的研制 , 核心概念实际是放卫星打卫星 。 1963—1964年 , 切洛梅设计的“飞行”1、2卫星相继发射成功 。 然而由于他本人后来参与权力斗争 , 加之设计局绩效不佳 , 勃列日涅夫当局把该项目转给科洛廖夫主持 。 1971年底 , 苏联先后发射“宇宙-459”卫星靶标和“宇宙-462”卫星歼击机 , 正式通过了国家试验 。 1972年 , 苏联国土防空军部队正式装备了“卫星歼击机”系统 , 直到苏联解体后 , 俄罗斯防空军才将其撤装 。
1981 年 , 苏联开始研究天基反卫星导弹 , 它利用与“礼炮”7 空间站对接的“宇宙-1276”号飞船试验了红外制导的反卫星导弹 , 这种小型动能武器可以部署在空间站或者专用航天平台上 , 对敌方天基武器系统发起攻击 。
陆基
陆基反卫星方面 , 激光这类定向能武器也非常重要 。 苏联在1976年的Fon项目下 , 开始试验大功率陆基反卫星激光器 。 1975年10月18日 , 在莫斯科以南50千米处 , 苏联连续5次用氟化氢激光器照射了两颗飞临西伯利亚上空美国早期预警卫星 , 使其红外传感器失效达4小时之久 。 这两颗卫星本来是美国用来监视苏联洲际弹道导弹发射井的 。 由此 , 美国推断苏联当时已经拥有接近实战的陆基反卫星激光武器 。
伊尔-76
而陆基发射的导弹也成为苏联选择的手段之一 。 苏联在共轨式反卫星武器方面投入大量的力量进行研究 。 共轨式反卫星武器在进入目标卫星的轨道平面后 , 对目标卫星实施攻击 。 而苏联的共轨式反卫星武器 , 其主要手段是 , 将反卫星导弹发射进入与目标卫星接近的轨道 , 之后拦截弹头将在雷达的引导下机动 , 并在距离目标1 000米左右时引爆 , 以预制破片摧毁目标 。 从1968 年到1983 年的15 年间 , 苏联进行了20 多次试验 , 拦截最高高度为2 000千米左右 , 从地面发射到拦截卫星的时间在1小时之内 。 (注:使用太空飞行器捕获目标卫星 , 也是共轨式反卫星的手段 , 更接近天基概念 , 比如用航天飞机、空天飞机的机械臂捕获敌方卫星 , 这方面的技术目前美国领先 。 )
空基
利用飞机作为反卫星武器的发射平台 , 也是苏联考虑的主要解决方案之一 。 苏联时期 , 就开始研发能安装在伊尔-76大型运输机上的二氧化碳气体激光器 , 相关项目延续到今天 。
20世纪80年代初 , 苏联开发了两架米格-31D飞机 , 计划作为76M6型反卫星导弹的发射平台 。 由于苏联风雨飘摇 , 这个项目很快被搁置 。
米格-31飞机
苏联解体 , 改变了世界格局 。 俄罗斯为保持空间军事优势 , 于1992年8月10日成立了空间部队 , 并于2015年成为俄罗斯空天军的一部分 。
武器研发方面 , 俄罗斯加快步伐 , 众多反卫星武器也在出笼 。 2009年8月 , 俄罗斯空军宣布恢复米格-31机载反卫星导弹方案 。 “猎鹰梯队”(Sokol Eshelon)是一个基于A-60飞机(改装自伊尔-76运输机)的机载激光样机系统 , 据报道2012年重新启动发展 。 2015年11月18日 , 俄罗斯直接升空式反卫星导弹PL19 “努多尔河”(Nudol)试验成功 。 据称 , 俄罗斯的激光武器可以将低轨道上运行的敌方卫星摧毁 , 对1 000千米以上轨道的卫星 , 可以破坏其光学传感器和姿态传感器等部件 。 俄官方媒体报道 , 俄正在研制“新型远程导弹防御和太空防御拦截综合体” , 核心是移动式运载火箭发射器 。
天基
美国是反卫星武器的始作俑者 。 与苏联早期天基反卫星方案类似 , 美国进行过“蓝色双子座” (Blue Gemini)项目的试验 , 改进过的“双子座”胶囊小舱能够在空间轨道部署武器和执行监视的任务 。 “蓝色双子座”从1962年8月开始完成了7次航天飞行 。 美国在1962年还进行了“海星首领”(Star?sh Prime)试验 , 在空间引爆了地面发射的核武器 , 企图用核爆炸摧毁对方卫星 , 结果造成美国和苏联的许多在轨卫星失效 , 核辐射后果严重 。 相应试验苏联也在搞 。 然而 , 核爆产生电磁脉冲(EMP) , 损人不利己 , 导致1967年美苏英三国签订了禁止在太空中使用核武器的“外层空间条约” 。
在冷战后期 , 苏联已经拥有比美国更强大的核打击力量 。 美国害怕核平衡被打破 , 因而需要建立有效的导弹防御系统 , 来保证其战略核力量的威慑能力 。 1983年3月23日 , 美国总统里根提出一个放弃相互摧毁(MAD)原则的“战略防御倡议”(SDI) , 旨在保护美国不受弹道战略核武器(陆基和潜射洲际导弹)的攻击 。 该倡议将陆基单元和轨道部署平台结合起来 , 这就是“星球大战计划” 。
美国空军的蓝色双子座(Blue Gemini)
“星球大战”激发了美国和苏联的反卫星竞争 。 美国最初的计划是开发一个由大约40个平台组成的空间星座 。 到 1988年 , 项目已扩展出4期阶段目标 。 初始阶段包括“辉煌卵石”防御系统 , 是一个由 4 600个动能拦截器 (KE ASAT) 组成的卫星星座 , 每个在低地球轨道星座及相关的跟踪系统的质量大约45千克 , 计划在2000年之前完成部署 , 费用为 1 250亿美元 。 下一阶段计划部署较大的平台 , 包括激光和带电粒子束武器 。 然而 , 冷战出人意料地结束 , 原苏联地区核武数量迅速减少 , 美国国会不再支持“星球大战” , 项目于1993年正式结束 。
在天基定向能武器方面 , 美国一直在努力研发 , 主要手段是激光、微波等 。 美国对未来天基激光武器的构想是 , 在800—1 000千米的轨道高度上采用24颗40°倾角卫星进行星座组网 , 其中单颗卫星质量为3 500千克 , 功率为8兆瓦 , 主反射镜直径为8米 , 可对4 000千米轨道高度的卫星进行攻击 。 高功率微波(HPM)武器同样可以攻击卫星主体、信息链路和地面站(攻击卫星主体主要依赖于天基微波武器 , 攻击信息链路和卫星地面站则采用陆基、空基高功率微波武器) 。 在《美国空军2025年战略规划》中 , 美国未来天基微波武器将采用低轨多星组网的布站方式 , 部署在500—916千米的轨道高度上 , 攻击频率为1—100吉赫 , 峰值功率为100兆瓦—100吉瓦 。
一种动能反卫星武器的概念图
陆基/海基
1989年 , 美国国防部决定在SDI所开发的反导技术基础上 , 开始重点发展陆基直接上升式动能反卫星武器系统 , 同时发展陆基激光反卫星武器系统 。 其中 , 直接上升式动能反卫星武器发射升空后 , 直接进入预定拦截点打击目标卫星 。 与共轨式反卫星武器不同 , 直接上升式反卫星武器不需要大推力火箭将其送入轨道 , 自身也不需要进行变轨 , 战斗部重量小 , 因而可以像常规导弹一样部署发射 。 1990年3月 , 动能反卫星武器系统计划通过国防部国防采办委员会第一阶段审查 , 转入演示验证发展阶段 。 1992年1月 , 陆基动能反卫星武器计划通过了系统设计审查 。 1997年8月 , 动能杀伤拦截器进行了首次飞行试验 。
冷战结束后 , 美国大力发展面(含陆基、海基)对空的武器系统 , 包括弹道导弹防御系统(BMD)、战区导弹防御系统(TMD)、国家导弹防御系统(NMD) , 后者是美国在整个国家范围内建立的反弹道导弹系统 。 这些系统大部分也可用于反卫星 。 其中最典型的是陆军战区高空区域防御(THAAD)系统 , 即萨德反导系统 , 它是高层空间防御系统的关键性部分 , 导弹由具有推力矢量的单级固体推进剂火箭发动机驱动 , 燃料燃尽后 , 助推器与杀伤载具(KV)分离 。 KV配备了波音开发的液体燃料的转向和姿态控制系统(Divert and Attitude Control System , DACS) , 在大气层外机动 , 以直接撞击的形式拦截目标 。 萨德不光可以拦截弹道导弹 , 也具备打击低轨卫星的能力 。
2008年2月21日 , 美国海军用舰射的RIM-161“标准”3导弹击毁了本国发生故障的间谍卫星USA-193。
萨德(THAAD)在发射
空基
在动能反卫星方面 , 美国还有空基反卫星系统 , 即将战斗机(改装的F-15战斗机)作为反卫星系统机载平台 , 飞机在腹部挂载一枚拦截弹 , 主要作战目标是低轨道情报和监视卫星 , 及弹道导弹的再入弹头 , 作战高度约400—1 000千米 , 拦截弹发射高度约为10—15千米 。 1985年9月13日 , 美空军用F-15战斗机发射ASM-135反卫星导弹 , 成功击中美国废弃的P78-1 伽马射线光谱卫星 。
ASM-135反卫星导弹
防御手段
理论上 , 世界大国开发的反弹道导弹系统都可以用于摧毁卫星 , 故而卫星被攻击的概率一直在增加 。
卫星一旦被摧毁 , 会产生大量空间碎片 , 因而 , 利用爆炸和动能的反卫星武器仅限于近地轨道使用 , 以避免触发凯斯勒综合症(Kessler syndrome)——即当在地球轨道运转的物体的密度达到一定程度时 , 物体碰撞产生的碎片能够激发更多新的撞击 , 产生更多空间碎片 , 类似多米诺骨牌效应 。 此刻 , 研究卫星的防御手段就变得迫在眉睫 。
对付反卫星武器的攻击 , 除了加强卫星的自身防护 , 如隐身性 , 还可以在卫星上部署回击反卫星武器的天基防御武器 , 或发射可以近程攻击的机动卫星 。 此外 , 己方卫星还可以实现机动变轨和高轨道部署 , 躲避可能遭受的攻击 。
美国空军F-15于1985年发射了ASM-135反卫星导弹
用多颗微、小卫星组网 , 以星座的方式执行作战任务 , 是防范攻击的手段之一 。 即使单个或数个卫星失效 , 星座仍然能够正常运行 。 星座内 , 各卫星体积一般较小 , 使得敌方空间监视系统难以发现 , 使敌空间武器系统难以瞄准 。 微小卫星组网具有冗余性 , 个别卫星受损 , 其他卫星也会自动代替受损卫星的工作 。 微小卫星损失后 , 还可以快速发射新卫星 , 快速重建星座 。
提高空间态势感知能力 , 也是对抗反卫星武器的有效手段 , 在反卫星武器和空间碎片来袭时能够提供预警 。
世界空天强国围绕卫星的攻防研究 , 才刚刚开始 。 我们拥有攻防卫星的手段 , 不是为了主动运用它们 , 而是出于有备无患 。 和平利用空间 , 一直是中国坚定不移的主张 。
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