決勝太空,空間態勢感知很重要

來源︰中國軍網作者︰許敏 陳晨責任編輯︰姚遠
2017-06-13 09:36

日前,美國進行了首次洲際彈道導彈攔截測試,所使用的攔截導彈在外層空間通過直接撞擊方式,摧毀了模擬“來襲”的洲際彈道導彈。其實,要想成功實現導彈攔截,知道來襲之敵究竟身處何處才是反擊的關鍵。從某種意義上講,除正常工作的衛星和近地空間的各類行星、彗星以及空間碎片外,經過太空的彈道導彈同樣是空間態勢感知的重要目標。

隨著越來越多的國家擁有進入太空和利用太空的戰略實力,宇宙空間這一戰略新高地正在成為各軍事大國競相追逐的目標。以美國為首的軍事大國正積極開展空間態勢感知能力建設,以此為基礎引發的空間安全博弈勢必成為未來軍事對抗的前沿。空間態勢感知主要包括對空間目標的探測、跟蹤、識別以及對空間事件的評估、核實與環境監測預報,是應對空間威脅、確保空間安全的重要基石。唯有具備較強的空間態勢感知能力,才能確保後續空間攻防行動有效展開。

從窺視太空到感知空間

在感知空間之前,人們對于空間態勢的了解還只停留在“窺視”階段。美國空軍于1956年以“貝克•納恩”光學衛星追蹤照相機為起點,開啟了美軍對空間目標的監視。經過幾十年的發展,美軍已經建成一個以地面雷達為主、配合少量天基設施的空間監視網。

針對現有地面系統的覆蓋盲區和觀測誤差等不足,為盡快破解“坐地觀天”的空間監視模式,美國從上個世紀九十年代開始,就實施了包括“中段空間試驗衛星”“空間試驗衛星系統”在內的多項空間目標監視衛星項目。其中,“中段空間試驗衛星”項目通過對導彈飛行中段的跟蹤預警,為提升美軍的空間態勢感知能力立下了“汗馬功勞”。此外,美國空軍研制的“天基紅外系統”和“空間跟蹤與監視系統”盡管都是為實現導彈防御而生,但同樣具有很強的天基空間監視能力。

在此基礎上,美國深感空間安全形勢的“波譎雲詭”,進一步提出了空間態勢感知系統的概念,並將其作為保障空間安全、保持空間軍事優勢的重要基石。早在2001年,美國就啟動了空間態勢感知計劃,並于2002年成立空間態勢感知綜合辦公室,從國家層面研究空間態勢感知的具體需求,建設和評估空間態勢感知體系。

此後,美國空軍加速整合空間態勢感知網絡,並于2007年啟動了一體化空間態勢感知計劃,旨在通過構建空間態勢感知體系,集成包括火箭發射探測跟蹤、航天器監視跟蹤以及空間環境監測等任務集群,形成面向空間對抗作戰的全譜和實時空間態勢感知能力。2014年,美國空軍進一步推進“聯合太空運行中心任務系統”建設,實現了對空間態勢感知的綜合集成,最終為現代化的空間態勢感知提供了強勁的作戰能力。

織起縝密的太空態勢感知網

美國作為空間態勢感知領域的“領頭羊”,目前已經具備對空間內多種目標的態勢感知能力,其低軌目標分辨率可達5cm、靜止軌道目標分辨率可達50cm,能跟蹤所有在軌衛星和直徑數厘米以上的空間碎片,對所有在軌工作空間飛行器可謂“了如指掌”。

當然,要想真正織起一個“縝密”的太空態勢感知網並非一日之功。美國現有的空間監視作戰體系是冷戰時期遺留的產物,主要用于滿足國家戰略層面的信息需求。基于空間態勢感知的重要性和復雜性,美軍逐步形成了以軍方與情報界為主要建設力量,其他民間商業機構為補充的軍民融合式建設格局。尤其是通過美國空軍主管的空間監視網與導彈防御局、情報部門用于空間監視的多種探測器有機整合,將空間態勢感知能力建設推上了高速發展的“快車道”。

目前,美軍的空間態勢感知系統主要由陸基和天基探測設備組成,重點完善了由陸、海、空、天各類傳感器組成的服務于空間態勢感知的全方位體系。其中,美國空軍精心構築的“太空籬笆”項目是新型陸基相控陣雷達系統,將取代日益老化的空間監視系統,通過提升工作頻率來擴大探測覆蓋範圍,以實現對更小軌道目標的追蹤與感知。為有效應對空間感知的海量數據處理,美軍研發了“聯合空間作戰中心任務系統”,它能實現各類傳感數據的有效整合,同時還能為空間態勢感知和空間作戰部隊的指揮控制提供數據可視化的實時態勢信息。

構築戰略博弈軍事新高地

自1957年蘇聯發射第一顆人造地球衛星開始,太空這個曾經的“不毛之地”逐漸成為國際戰略博弈的新高地。隨著美國在空間態勢感知領域的能力不斷提升,預計到2020年,美國在全球的空間感知盲區將顯著縮小,並將大幅提高對深空微小目標的探測、跟蹤與識別水平,甚至具備空間廣域威脅告警與評估能力。

未來,其空間監視系統對低軌空間目標的探測和定位精度將分別提高到1厘米和10米,空間踫撞預測的準確率將提高到99%,甚至在茫茫太空“連一粒塵埃都不放過”。盡管如此,空間所包含的範圍龐大、目標繁多,人類在浩渺的宇宙空間中依舊顯得渺小。目前已知空間內存在的物體數量可達50多萬個,而實力最強的美軍也僅能對其中的2萬多個空間目標進行跟蹤和編目。

當然,在空間態勢感知領域,俄羅斯等太空軍事強國也不甘落後。俄羅斯目前基本沿用部署于前蘇聯時期的太空監視系統,通過彈道導彈預警系統的建設發展而來,已經具備近地軌道10厘米以上空間目標感知能力。未來將重點增強微小目標探測和空間目標特性分析能力,以便從復雜空間背景中識別判定衛星與導彈,為空間攻防提供強力支撐。同時,英國、法國等歐洲國家都擁有各自獨立的空間目標監視系統,但由于缺乏整體規劃尚未聯網運行,空間覆蓋範圍上存在較大缺口,主要還是依賴美國的空間監視網獲取相關信息。

近年來,為支持空間態勢感知系統的研制部署,美國明顯增加了在該領域的投入,2016-2020年美國國防部的空間態勢感知領域預算共約18億美元。這些資金將重點發展具有全天時、全天候探測優勢的天基系統,進一步提升美軍的全維空間態勢感知能力。美國國防部高級研究計劃局正在實施“軌道展望”計劃,旨在通過來自政府、軍方、商業組織和研究單位的數據整合,實現空間監視數據的全面高效利用,並最終生成準確實時的空間態勢圖。

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