美国空间对抗装备与技术新进展

美国空间对抗装备与技术新进展

作者：吴 勤

《现代军事》 2009年第9期

近年来，美国在空间攻防对抗的发展上呈主导之势，空间态势感知依旧是空间攻防对抗的最优先发展领域，空间防护技术得到高度重视，空间进攻以技术探索为主，空间对抗技术发展思路与途径更加趋于攻防技术融合发展。美国在空间对抗装备与技术上一枝独秀，使其继续保持在该领域的垄断地位，并不断拉大与其他国家的差距。

美国高度关注空间态势感知

目前，空间态势感知仍然是美军空间对抗领域发展的重中之重，在美国空间对抗领域具有最高发展优先权，并在预算投入得到了大力支持。

2008年空军太空司令部总司令在24届美国全国太空研讨会上赞成增加投资以提高美国空间态势感知能力。据报道，2009财年国防预算中，空军向国会请求的预算里约有4.213亿美元用于空间控制活动。这一数额比2008财年增加了20％，约占2009财年所有空间系统研发及采购总预算申请(85亿美元)的5％。得到获批的用于空间态势感知的预算申请，共计2.403亿美元，这一数额超过所有空间控制活动预算申请额的一半。其次是用于空间对抗的投入获得1.04亿美元，另外，空间控制技术的投资额为0.77亿美元。

其中重点发展的项目有：天基空间监视系统，一体化空间态势感知，自感知太空态势感知，以及空间篱笆等。

天基空间监视(SBSS)系统

近年来，美国空间态势感知领域中获得最多投资的项目是天基空间监视(SBSS)卫星，这是第一个能极大改进美国探测、跟踪在轨目标能力的太空星座，2008年4月，波音公司完成了SBSS卫星运行中心硬件设施的安装，并开始启动SBSS首颗卫星的载荷集成和试验，SBSS首颗卫星(Block10)计划于2010年发射。SBSS系统是一个低地球轨道光学遥感卫星星座，具有高轨道观测能力强、重复观测周期短、全天候观测的特点，可大幅度提高美国的空间探测能力。SBSS由波音公司和鲍尔宇航公司联合研制，星上携带能快速响应任务指令的光学望远镜。

一体化空间态势感知(ISSA)

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ISSA是一项为美军空间监视网络建立实时互联、集成与分发的网络化集成的态势感知系统，该系统的目的就是融合使用空间态势感知数据。2009财年，ISSA项目将获得4450万美元的研发投资(高于2008财年的2600万美元)，以及900万美元的采购资金。这些资金将用于创建一个网络中心系统，旨在实时互联、集成并分发美国太空监视网络现有传感器获得的信息。ISSA的文件称，美国国防部从2009财年开始增加投资，以加快美国科罗拉多州彼德森空军基地太空防御作战中心(SPADOC)网的迁穆与升级，以及非传统传感器的集成工作，ISSA的投资还将继续用于“扩展的太空传感器结构”(ESSA)项目的技术演示，ESSA旨在将太空监视网络与导弹防御传感器更好地集成在一起。

自感知太空态势感知(SASSA)

SASSA是一个技术验证项目，将研制一种为卫星提供战术空间态势感知能力的有效载荷，主要用于确定激光攻击与无线电干扰。这种有效载荷主要组成包括，覆盖可见光与射频谱段的、用于探测人为威胁与环境威胁预警的一系列传感器：通信组件，通用接口，SASSA载荷将为卫星提供以下能力：发现攻击的迹象和预警，识别攻击源并定位，完成敌方空间系统的作战破坏性评估，识别空间环境异常和人为的威胁，察觉威胁后，卫星通过通信链路从空间向联合功能组成指挥部和空军的RAIDRS报告。SASSA计划自2008财年国会拨款2500万美元开始启动2008年10月洛克希德马丁公司获得空军的技术演示研发合同，空军计划利用2011年发射的专门用于验证新技术的“战术星”-5进行SASSA技术的演示验证。

空间篱笆(Space Fence)

空间篱笆是美空军下一代地基空间目标监视系统发展计划，将替代现有的空军空间监视系统(AFSSS)，根据新发布的该项目的方案征询书(RFP)，空间篱笆系统的特点和性能主要包括：使用地基S波段雷达，基于网络中心构架，可探测位于250-3000千米和18500-22000千米的低/中地球轨道上的10万个空间目标，探测能力是现有地基系统的10倍，可对直径为5厘米的目标进行监视，而现有系统为30厘米能力水平，系统中每个雷达都具备同时跟踪100个低轨空间目标的能力。

空间篱笆改进项目由空军于2006年提出，原计划2008年初启动第一阶段合同，但因各种原因一再推迟，空军曾于2008年8月、10月和2009年1月先后发布了3份RFP草案；

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根据RFP空间篱笆的第一阶段为期18个月，空军将授予3家承包商共9000万美元的合同，用于概念发展，进行系统的初始设计，第一阶段结束后，空军将选择其中两家承包商进行原型机开发，之后将授予其中一家总价约35亿美元的系统开发合同，建造一套分布于全球3个地点的系统空军希望该系统2015财年前具备初始作战能力，2020财年具备全部能力。

美国加强空间进攻领域新技术探索研究

近期，美国在空间进攻领域取得了新进展，主要体现在：继续探索多种具有空间对抗潜力的前沿技术，重新启动了天基导弹防御计划的研究，机载激光器研究取得重要进展，继续发展卫星链路干扰系统与快速全球打击系统。

继续发展具备潜在反卫星能力的空间技术

当前，美国发展的各项空间技术中虽然没有明确指出哪项将用于反卫星作战但是其正在通过发展可用于反卫星武器的相关技术，为未来研制与部署反卫星武器奠定基础。

实验航天器系统(XSS)。2009财年，美国国防部为XSS的预算投资为2930万美元，该项目以原导弹防御局的“克莱门－2”项目为基础，最早的两颗微卫星已于2003和2005年发射，计划2009年再发射一颗卫星。美国空军预算显示XSs计划与专门研究激光和微波武器的先进武器技术有关。而且，有关的航天器载荷计划包括对空间态势感知与进攻性，防御性空间对抗任务的研究。因此XSS计划可能发展成天基动能，定向能反卫星计划。

自主纳卫星守卫者(ANGELS)。用于评估局部空间的ANGELS计划提供“局部的”太空态势感知并为主卫星提供“异常特性描述”。美国空军2009财年的预算文件认为应把ANGELS描述为为“探测直接上升的或同轨道的飞行器”而开发的“主动及，或被动的威胁预警传感器”。2009财年预算计划选出“能提供防御能力的两项技术”，并将其应用于地球同步轨道或地球低轨道卫星。ANGELS所开发的能力也可能用于反卫星武器。

微卫星验证科学技术试验计划(MiDSTEP)。MiDSTEP项目2009财年的预算为800万美元，将用于研究先进技术、能力和空间环境特征。这些研究将验证高性能轻型微卫星的一系列先进技术。此计划还将探索超稳定的有效载荷绝缘和指向系统，以及微卫星，模块组网的可能。该项目下计划验证的机动能力可以为反卫星武器提供动力，同时基于微型卫星的反卫星武器将更加难以探测和跟踪。

初期自动机器人技术(FREND)。该项目于2006年启动，旨在研制、验证空间自动机器人技术。通过立体成像技术与多自由度机器人的有机结合，实现自动捕获没有安装对接装置

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的空间物体，用于实施航天器抢救，维修、修复等。这类机动能力与非合作目标的对接能力相结合，能形成有效的反卫星能力。

快速进入航天器试验台(FAST)。该项目2009财年的预算为1200万美元，将验证一系列在地球同步轨道完成快速轨道重新定位的关键技术，最终目标是验证高效高功率

(50-80KW)快速转移卫星的能力，使之能够按需进入地球同步轨道上的任何位置。这种快速轨道重新定位能力能够用于地球同步轨道上的反卫星武器。

纳米级有效载荷投送(NPD)。该项目2009财年的预算为600万美元，将验证从陆地、海上或空中平台快速发射超轻重最(1～10kg)航天器的可行性，在该计划下还将研制和试验轻型火箭发射平台(如从F-15战斗机发射类似空射导弹的小型运载火箭)。这类纳米卫星可用于反卫星，难以被探测和跟踪。

高性能“德尔它－V”试验(HiDVE)。该项目2009财年的预算为700万美元，将设计，研制和验证低质量，小容积和高性能“德尔它－V”太阳能热推进(STP)发动机，这种发动机将适合于质量不足15kg的纳卫星。将纳卫星送入轨道并快速机动的能力，将能在近期形成不易被探测的在轨反卫星武器。

微电空间推进(MEP)。该项目于2005年启动，旨在验证灵活、轻质、高效、可升级的微推进系统，以催生新一代快速、长寿命，高灵活、高机动性的1千克～100千克的新卫星。该技术使卫星具有较高的机动能力，可用于直接命中并撞击毁伤目标卫星，或接近目标卫星后利用定向能载荷破坏目标卫星。

高轨道微小卫星试验(MiTEx)。近期，在一项最高机密的行动中，美国国防部正在对一颗出现故障的美国军事卫星DSP 23进行一次深空监视，这是美国首次执行此类任务。为此，美国动用了两颗隐蔽的微小卫星，这两颗卫星已经在地球同步轨道上秘密运行近3年。2009年1月，美国承认首次动用在地球同步轨道上运行近3年的2颗MiTEx卫星(2006年6月发射入轨)，在4万千米的轨道上对失灵的DSP23预警卫星正在进行秘密监测，并完成近距离观察、成像等操作，获取了无线电数据，演示验证了高轨道机动，追踪，接近观测，检查、绕飞伴飞技术的可行性。MiTEx卫星重225千克，借助“上面级发动机”长寿命和大推力，可在空间自由行动。

MiTEx卫星验证的技术适用于各种军事任务。其上面级的推进能力和长寿命使卫星能够移动到地球同步轨道上任何位置执行接近操作。这种接近能够详细地侦察一颗卫星，鉴别其弱点，进行拍照，接收所有对卫星收、发的无线电通信。还可遂行更多的敌对行动，诸如拒绝地面通信，甚至可对卫星实施攻击。

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天基导弹防御计划重启

2008年10月，美国导弹防御局宣布国会已于9月同意拨款约500万美元用于研究天基试验台计划，该计划的目的在于就发展天基导弹防御系统开展独立研究，这是美国1993年取消类似项目以来首次批准的相关研究经费。布什政府曾于2007年申请拨款1000万美元开展有关研究，但美国国会考虑到人们对太空武器化的担忧而否决了布什的申请。MDA在2009财年再次为此项目申请1000万美元的投资，并准备在2013财年前累计申请2683亿美元。

目前天基反导系统只是在秘密研究试验阶段，离实际部署还有一定的距离。即使部署，在很多年内也只能是少量的系统，但是这样的少量系统也可以用于攻击各种轨道高度的卫星。

机载激光器取得重要进展

机载激光器计划旨在把兆瓦级的化学氧碘激光器集成到飞机上。用以击落处于助推段的弹道导弹。机载激光器的开发和试验将为发展定向能反卫星武器奠定技术基础，同时该系统本身也具备一定的反卫星能力。

近年来，该计划取得重要进展。2008年2月，6个化学氧碘激光器(COIL)全部安装到载机上；9月7日，安装在波音747－400F飞机上的6模块高能化学激光器在加利福尼亚爱德华空军基地首次完成地面出光试验，标志着机载激光器计划历时10个月的高能激光器与载机的集成工作以及集成后的试验准备工作已经完成，机载激光武器系统的研发工作又实现了一个重要的里程碑。未来一段时间，机载激光武器系统的高能激光器还将进行一系列地面试验。这些地面试验的最终目标是逐步实现摧毁助推段弹道导弹所需的时间和功率水平。完成地面出光试验后，机载激光武器系统还将进行多次整体飞行试验，目标是在2009年进行拦载近程弹道导弹的毁伤能力验证试验。从总体上看，机载激光器系统目前尚处于技术验证阶段，估计在2018年后才能具备实战能力。

继续发展卫星链路干扰系统

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“卫星通信对抗系统”(CCS)是美国空军研制的一种摧毁敌方军事卫星通信设施的地面移动系统。CCS“使用可阪复的、非摧毁性的手段，阻断被认为对美军及其盟军有敌意的、基于卫星的通信链路”，即能够用无线电频率干扰敌方卫星的上行，下行链路，阻断敌方的卫星诵信，

2009财年，美空军继续投资发展CCS，其中投入2980万美元用于RDT&E，900万美元用于采办。目前，美国有2个CCS作战单元和3套可部署的CCS Block10系统。2009财年预算申请将继续研发Block10的改进型，交付日期为2009财年底；此外，还将支持其后续Block20的研发。空军希望在2009财年底前研发出Block20样机。

美国空间防护技术取得新突破

美国把空间防护上升到新的高度，成为美国国家顶层要务。美国加强空间安全战略与空间系统防护战略研究，首颗电离层通信干扰预报卫星投入使用；新一代卫星威胁识别与预警系统正在加速研制；分离模块组合航天器技术继续向前发展：以激光通信为代表的卫星通信抗扰技术稳步向前推进。

空间安全战略与空间防护战略研究不断加强

2008年2月7日，美国空军参谋长发布《国家保护者：美国的21世纪空军》白皮书，重点关注空军如何在平等的基础上将三大作战领域(空中，太空及网际空间)更好地整合与部署：2008年3月，美国国会众院军事委员会战略分会主席发表了《论全面空间保护战略》的报告，美国总审计局发表了《国防空间活动：需要国家安全空间战略指导美国国防部的未来空间计划》的报告；2008年4月，按照美国国会要求，美国空军空间司令部与国家侦察办公室在2008年7月提交了《空间防护战略》的秘密版本。此外，美国空军空间司令部与国家侦察办公室还启动了另一项计划，商讨军事和情报部门如何保护空间资产。 新一代威胁预警系统纳入部署计划

2008年3月，美国空军宣布计划部署首个专门用于对抗反卫星导弹和其他威胁的系统。该系统被称作“快速攻击识别探测报告系统”(RAIDRS)Block20，目前该系统还只是处于概念设计阶段。五角大楼希望该系统在2011年之前能及时提供威胁预警数据。为了进行空间防护，美国需要预知导弹来袭的能力和卫星的机动能力，识别是否有威胁来临的一个关键环节定将航天器上的反常行为与看似无关的数据联系起来。空军希望RAIDRS Block 20能够从

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公开和加密的数据源中收集有用数据，以实现对反卫星武器袭击的预警，进而进行相应的卫星机动以规避打击。

RAIDRS Block20是美国防部唯一公开的、用于对抗直接上升式反卫星攻击的项目。RAIDRS Block20可为美国防部的所有空间资产以及其它政府机构的秘密卫星系统提供监视能力。它将是一种软件密集型系统，可以对包括空间气象数据、反卫星导弹发射预警数据、卫星定位与空间遥测数据以及各种来源的情报数据在内的多种数据进行比较分析。 通信／导航中断预报系统投入使用

2008年4月16日，重量为395千克的美国空军通信，导航中断预报系统(C／NOFS)试验卫星采取空中发射方式被送入380×714千米的近地轨道。C／NOFS卫星将收集有关电离层闪烁现象数据，以便更好地预报电离层对通信的干扰。这种通信干扰被称为闪烁，即当无线电波通过电离层时，将出现畸变或消失，即干扰发生。这种现象能够引起通信卫星或GPSZ星的严重信息传播故障。C／NOFS卫星所收集的数据将被传送到汉斯科姆空军基地数据处理中心并输入预报模型中，以便预报闪烁发生的时间与地点，同时也为建立下一代更精确的闪烁预报模型奠定基础。

温控热电薄膜研制

美国科学家正在研制一种名为“薄膜可变辐射电致变色装置”的新型热电薄膜技术，可用作微小卫星的“皮肤”。这种不足0.3毫米厚、可以覆盖在卫星表面的薄膜通过加载电荷的方式能在红外线与可见光谱下变色，从而达到控制辐射和温度的目的。该薄膜还能抵御原子氧的侵蚀和太空微陨石撞击。由于能有控制地改变航天器的辐射率和光学特征，因此也可以为卫星提供新的隐身特性。作为一种新的卫星防护技术，美国计划2013年开始运行应用热电薄膜技术的原型样星，该技术有可能在2015年前后实际应用于微小卫星。

分离模块组合航天器技术继续发展

F6(未来快速、灵活、分级，通过信息交换编队飞行的航天器)计划的目标是验证卫星结构的可行性和优势，传统上的“整体式”航天器将被无线联通的航天器模块组群所替代。F6项目的技术一旦获得成功将转变当今军事航天结构，创造一个网络化的空间系统。F6项目的技术能够增强空间系统的灵活性，极大提升航天器的防护能力。

美国空间对抗装备与技术新进展

2008年2月，美国防高级研究计划局(DARPA)分别授予轨道科学公司、波音公司、诺斯罗普·格鲁曼公司、洛克希德马丁公司F6项目第一阶段概念研发的合同。5月，DARPA选中波音团队演示系统F6的初始技术。第一阶段合同要求完成以下任务：(1)为模块式航天器方案发展关键技术，包括鲁棒性自组织网络、可靠的无线通信。容错型分布式计算、电力无线传输以及自主式集群导航；(2)选择一项重要的空间任务，并设计一个航天器系统来完成此任务：(3)发展一种使用计量经济学工具的创新性分析方法，对具备同样能力的传统单一航天器和新型模块式航天器的风险调整成本和价值进行对比评估；(4)发展一种半实物型仿真测试平台，使用联网计算机对模块航天器系统进行仿真。

卫星抗干扰技术取得新突破

卫星光通信能够实现大容量的高速通信，同时也能够避免常规的电子干扰技术对卫星通信链路的干扰，为通信链路防护提供一种有效的方法，但是该项技术仍然存在较大的挑战。2008年3月，美国NFlRE卫星与德国TerraSAR-X卫星使用激光终端，以5.5Gbit/s的速度成功进行了太空宽带数据的双向传输，成功实现在轨激光通信。此次任务由德国

Tesat-Spacecom公司与美国通用动力先进信息系统公司合作执行。激光终端由这家德国公司研制，该公司目前正在开发下一代激光终端，计划将其用于对地静止轨道(GEO)中继卫星间的远距离链接。