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“地球同步空间态势感知项目”(GSSAP)卫星发射之初,国内一些媒体在介绍该系统时,一度将其翻译为“邻里守望”计划,主要是因为美空军航天司令部司令谢尔顿在新闻发布会中将该项目的任务定位为“邻里守望”。“邻里守望”这个中文里美好的词汇,寄托了中国人对世界和平的强烈愿望和渴求。但是纵观美国空间目标监视计划的内核,其将空间对抗日益升级的本质显露无疑。请看科技日报特约专稿——
将近60年的航天大发展,太空的卫星和空间碎片已经超过20000个。卫星与卫星之间的碰撞概率大大增加,空间碎片对航天器的威胁也日益严重。2009年美国的“铱星-33”在轨通信卫星和俄罗斯“宇宙-2251”废弃军用卫星相撞,让人们不由地为空间资产的安全捏了一把冷汗。电影《地心引力》中,高速运行的空间碎片如同子弹飞来,将女主角所在的国际空间站打得七零八落。不论是充满敌意的反卫星武器对空间目标的攻击,还是废弃卫星或空间碎片的偶然撞击,都让空间有用资产面临更多的危险。
作为航天领跑者的美国,一直将空间态势感知能力构建作为空间对抗准备的重要发展方向。空间态势感知系统负责获取空间情报监视侦察和环境监测信息,为防御性和进攻性空间对抗提供了全面的信息支持。
美国全空域空间态势感知体系初步建成
几个月前,一枚联合发射联盟公司的“德尔塔-4”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,把两颗GSSAP卫星和一颗“局部空间自主导航与制导试验卫星”(ANGELS)卫星送入距离地球35900千米的地球同步轨道。这次发射意义重大,吸引了世界的目光。早在今年2月之前,GSSAP项目还是美国严防死守的保密项目。今年2月,美空军航天司令部司令谢尔顿首次披露该项目,象征性地公布了该项目的基本战略目标和能力,而对于卫星和任务具体细节则无可奉告。GSSAP和ANGELS卫星的发射标志着美国地面—低轨—地球同步轨道—近距离部署空间目标监视平台的全空域空间态势感知体系初步建成。
在世界各地组建地基空间监视网
地面上,美国在美国本土、英国、挪威、日本、韩国、大西洋、印度洋、太平洋多个地点已经建成了由30多部探测雷达、跟踪雷达、成像雷达、光学望远镜以及无源射频信号探测器组成的地基空间监视网,可以编目管理大部分空间目标。如美国国防部所有的,专门用于空间监视的探测器,主要包括贝克·纳恩摄像机、“地基光电深空空间监视系统”、毛伊岛光学跟踪与识别设施等光电探测器,以及“海军空间监视系统”等。这些设备和基站跟随美军势力范围在全球布站,从地面上实现了对空间目标的全天域观测。
天基空间目标监视系统覆盖低轨、地球同步轨道和太阳同步轨道
尽管美国利用其国际影响力在全球部署观测网点,但由于地基空间监视系统还存在覆盖盲区,对于一些敏感的重点目标仍然不能做到及时连续跟踪观测。同时地基观测设备受到天气、大气环境的影响较大,容易发生观测误差。天基空间目标监视系统的发展则有效地弥补了这些缺点。
低轨上,早在1996年,美国针对导弹中段的发现和跟踪,进行导弹中段预警,发射了“中段空间试验卫星”(MSX)。MSX上搭载的主要设备有:空间红外成像望远镜(SPIRIT Ⅲ)、紫外和可见光照相机(UVSI)和天基可见光传感器(SBV)。该项目1997年完成技术验证,并开始将项目和技术融入到空间目标监视系统中。
美军基于SBV系统开发了新的空间目标监视平台“天基太空监视系统”(SBSS)。2010年9月25日发射升空的SBSS系统10单元于2012年已经形成初步作战能力。SBSS的轨道位于距地球627.644km轨道高度的太阳同步轨道,计划由4—8颗卫星组成,用于发现、锁定以及跟踪空间目标。它能搜索整个空间,可用于近地目标,也可对地球同步轨道上的1立方米大小目标进行跟踪观测,实现对目标进行目标识别、轨道预测和碰撞预测。
SBSS系统10单元由轨道科学公司研制,是SBSS系统的第一个卫星。根据计划,随后将发射的SBSS系统的20单元是由4颗卫星组成的星座,比10单元功能更强,稳定性更好。
但值得注意的是,在目前的公开文献中,并没有发现原计划中20单元的具体研制和发射情况,美军的焦点都集中到今年新解密的GSSAP卫星上。这些迹象表明,美国在研发空间态势感知系统的设备上面,主要先突破“有无”问题,在关键轨道上先部署棋子,形成初步规模,而不是等到一个阶段都完全部署后才进行下一个阶段的建设。这种“打点铺路”的做法,使得美国在航天领域占领先机,同时又避免了尾大不掉的毛病,既有实力随时扩大规模,也可以随时转换方向。
在地球同步轨道上,目前已经部署了进行导弹预警的“天基红外系统”(SBIRS)和GSSAP。美国空军研制的SBIRS主要包括了由地球同步轨道和大椭圆轨道组成的卫星星座,SBIRS将替代“国防支持项目”,作为导弹早期预警系统和防御系统的重要组成部分。SBIRS将实现对美国和其盟友的四个方面任务支持:导弹预警、导弹防御、战场感知和战术情报。该系统是空间态势感知系统的重要组成部分,也是美国重点保护目标。这就不难理解为什么美军要将GSSAP的主要任务设定为对SBIRS星座中,地球同步轨道上的卫星进行监视和提供预警信息了。
从观察目标上来看,SBIRS主要针对近地轨道目标进行观测,而SBSS既能观测近地轨道目标又能观测一部分地球同步轨道上的空间目标。GSSAP设立则主要针对地球同步轨道上的目标进行监视。
武装到牙齿的单卫星作战策略
GSSAP卫星由轨道科学公司建造,体积小,配备有光电传感器,在执行监视任务时可根据不同监视方向,在地球同步带上下机动。该系统部署在地球同步轨道附近,对于观测地球同步轨道物体具有非常独特的优势,主要用于为美国战略司令部监视地球同步轨道的碰撞威胁和潜在对手的不法活动。该卫星将由施里弗空军基地第一空间作战中队运行。另外两颗GSSAP卫星预计于2016年搭载“宇宙神-5”火箭发射。
与先前两颗GSSAP卫星共同搭载“德尔塔-4”火箭发射的是ANGELS卫星。很明显,美军已经不满足只是监视空间目标,能够对可预测的威胁进行有效对抗甚至能主动出击才是他们追求的最终目标。
ANGELS由美国空军研究实验室研发,是利用质量小于15kg的纳卫星对在轨空间资产进行监视,作为其它空间监视手段的有力补充。其灵活的机动能力,可以发现并消除来自他国航天器的威胁,甚至在必要时可采取“先发制人”的打击战略。
ANGELS主要对高性能加速度计以及在GPS星座上方利用GPS旁瓣信号的导航算法进行测试。本次任务主要是在“德尔塔-4”上面及周围进行机动性测试,主要对探测、跟踪、表征空间物体和空间活动进行评估。这样既可以使卫星在拥挤的空间环境中极大降低与其他空间物体碰撞的可能性,同时也能对其他卫星进行致命打击。
美国将这项技术作为空间技术的关键技术来发展,势必将在未来的卫星中大规模应用该技术。届时,每颗卫星都成了一颗具有防御和进攻能力的作战单元。这种武装到牙齿的技术,让卫星与卫星之间直接短兵相接,空间对抗的模式将变得更加复杂。
未来将导致空间对抗模式转变
日益增加的空间资产和太空碎片,让原本就很稀缺的空间轨道资源变得更加紧俏。传统的动能反卫星模式,将产生大量空间碎片,对本国卫星和他国卫星都将产生潜在的深远影响。2007年1月,中国成功拦截高度为863公里,重750公斤的本国已报废的气象卫星一号C。为遏制中国航天能力的发展,美国利用该试验产生空间碎片问题大做文章。在美国各种报告中,都罔顾美国航天活动产生的空间碎片是全球最多的事实,极力渲染中国、俄国在太空活动中产生的空间碎片的危害,俨然一副将太空视为自家后院的架势。
2008年2月,美军在西太平洋海域发射一枚标准-3导弹,3分钟后成功击中距离地球247公里的重达2270公斤失控侦察卫星USA-193。在试验后的声明中,美国吸取中国的教训,极力说明此次试验没有产生空间碎片。实际的情况可能是,让该卫星自然坠毁产生的空间碎片会更少,而标准-3的拦截和爆炸反而增加了太空碎片滞留外太空的机会。
美国空间态势感知系统的全面建立,将使得空间对抗由以前的粗犷式动能打击模式,向精确式近点干扰对抗模式转变。这种对抗模式像是一场太空中的“人民战争”,每颗卫星既有本身的工作职责,在战时又能及时转换身份,进行有限的进攻和防御。它们既是“生产队”也是“战斗队”。这种近距离干扰对抗模式成本低,灵活性和隐蔽性强,打击更精确,产生的空间碎片将大大减少。因而这种空间对抗受到的国际舆论谴责将更小。
中国长期以来一直支持禁止太空武器。然而,美国的一意孤行,将太空对抗日益升级。因此,我们应该深刻反省,做出应对。忘战必危,一相情愿地将世界和平的愿望寄托在美国身上,必定不会有好下场!
(作者单位:国防科技大学国际问题研究中心)