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十博体育反卫星导弹拦截卫星的试验,随着航天预算的大幅增加

2020/03/23 20:46

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近日有媒体报道称,俄罗斯正在制造能击落在轨卫星的激光炮死亡射线。俄罗斯也证实,这种武器的大小相当于一台望远镜,将集中对付在近地轨道上对太空船构成威胁的太空垃圾。但也有专家担心它可能成为俄总统普京武器库的重要组成部分。 卫星作为情报侦察、通信导航、识别定位的重要手段,在装备发展、兵力部署、作战行动中发挥着至关重要的作用,美俄等国很早就开始研发反卫星装备技术,目前已经形成一系列反卫星方法。

据俄导弹威胁网近日报道,在美国公布新的航天政策后,俄罗斯太空部队司令弗拉基米尔将军日前向媒体公布了俄罗斯太空军事复兴的计划。俄罗斯将加强军事航天力量的建设,不断提高太空兵力兵器的作战能力,并赋予太空部队发射各种军用航天器和打击敌太空武器系统的任务。2007年航天预算将增加到500亿卢布据俄罗斯国际文传电讯社报道,一位来自俄罗斯国家杜马的消息灵通人士日前透露,俄政府2007年的航天预算将有望超过500亿卢布。俄政府早些时候曾明确表示,俄在今后10年内对航天领域的投入将达到创纪录的4868亿卢布。今年是俄罗斯10年联邦航天计划的第一年。俄罗斯已增加航天预算。与2005年相比,今年航天预算已增加了1/3,从185亿卢布增加到240亿卢布。这些资金已通过两种渠道——2007~2015年(国防与安全)政府武器装备计划、全球导航系统与2006~2015年俄罗斯航天中心发展专项计划分配。目前,一度领先太空探索的俄罗斯在航天方面的投入仅列第6位,落后于美国、印度等国。20世纪90年代后半期,俄罗斯军事太空(几乎在所有方面)跌入最低谷:2001年在轨的“格洛纳斯”(GLONASS)星座由1995年的24颗减至8颗,所有航天器由186颗减为目前的94十博体育 ,~97颗。随着航天预算的大幅增加,俄太空官员声称,到2009~2010年,俄罗斯将在所有军事太空计划中的关键领域产生效果,使用中的航天导弹系统数目将会下降,但质量将有大幅提升,同时继续研发“格洛纳斯”全球卫星定位系统星座。俄罗斯将在今年12月25日再发射3颗在轨寿命达7年的GLONASS-M卫星,2007年发射6颗。2008年开始,新一代GLONASS- K卫星(在轨寿命10~12年)将可建成。该计划如能实现,将使GLONASS星座获得24颗卫星的最终数目,其中4颗使用寿命10~12年。反卫星武器可击毁2000公里高的卫星根据俄航天10年计划,反卫星武器是俄罗斯重点发展对象。目前,俄罗斯在继承苏联反卫星技术的基础上,主要研制两大类反卫星武器——共轨式反卫星武器和激光与粒子束反卫星武器。早在20世纪60年代,苏联就开始研制共轨式反卫星武器。目前俄罗斯已建成15个快速反低轨道卫星系统发射台。据悉,俄共轨式反卫星拦截器的作战发射区域为1500公里×1000公里,作战高度为150~2000公里,作战反应时间为 90分钟;制导方式采用雷达寻的或红外寻的,圆概率偏差到3.8小时。1968年10月19日,苏联在丘拉坦宇航基地发射了“宇宙”248号卫星,接着又发射了“宇宙”249号和252号截击卫星。截击卫星分别绕地球2~3圈后,在500公里高度的轨道上迅速接近“宇宙”248号靶星时自爆成功。在激光与粒子束反卫星武器方面,苏联也是在20世纪60年代开始研制的,计划部署平台有地基、空基和天基,其中地基反卫星激光器进展较大。地基反卫星激光器摧毁卫星需要的能量比摧毁导弹的要低,且不需要天基反射镜,故更适用于反卫星作战。目前俄拥有两种陆基高能激光武器,并可能于2010年用于实战。此前苏联/俄罗斯共进行了18次反卫星激光武器试验,11次获得成功。 1975年10月18日,在莫斯科以南50公里处,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用以监视洲际弹道导弹发射井的美国早期预警卫星,使其红外传感器失效达4小时之久。1981年,苏联在“宇宙”系列卫星、飞船和“礼炮”号空间站上进行了8次激光武器试验均获成功。1981年3月,苏联利用一颗卫星上的小型高能激光器照射一颗美国卫星,使其光学、红外电子设备完全失灵。在粒子束反卫星武器研究方面,苏联粒子束武器的射程一般只有5~10公里,若安装在卫星上进行空间作战,其射程可增加为几百公里。据悉,俄罗斯的粒子束武器目前还处于实验原理的研究探索阶段,离实战要求甚远,2010年左右有可能设计出摧毁卫星的实用系统。此外,俄罗斯还设计了反未来军用卫星的其他空间作战手段:一是把空间雷部署在美卫星的轨道附近,作战时,通过接收地面指令,用常规引爆方法使卫星夭折。二是先行在大气层上方爆炸核装置,产生强烈红外辐射,使美反卫星导弹的探测、预警和传感器等系统失灵,同时破坏美国的空间C3系统。三是在美天基激光反射镜轨道上设置反向运动卫星,向反射镜投放大量的钢球。由于钢球的相对速度可达16公里/秒,即使是1克重的钢球,也可穿透12毫米厚的铝板。四是在美地基激光器上方的大气层投放由大片吸光材料形成的云层,让激光束发散。复兴军事太空保卫太空自由权美国新航天政策开宗明义:“对美国来说,在太空采取自由活动的能力与空中力量和海上力量一样重要。”而美国有权禁止“与美国利益敌对”的任何人利用太空。对于美国的做法,作为曾与美国平起平坐的第二大航天大国俄罗斯表示,俄将尽力阻遏美独霸太空,防止美对俄形成更大的战略优势。俄战略问题专家杜金认为,如果俄安于现状,在战略上落后的现象将更加严重,俄罗斯的对外制衡力量将会被削弱。俄罗斯科学院通讯院士、苏联宇航员瓦连京·列别杰夫认为,美国的新太空学说“事实上就是对太空实行军事化”。为阻止美国的太空计划,俄采取了文争武斗的两手措施:文的一手是与美国打外交战,俄一方面高调公开批评美国的做法,团结其他国家反对美国,让美国知难而退。武的一手就是加快研制先进武器系统,不让美国在太空武器领域一枝独秀。俄新社军事观察员基斯利亚科夫透露,2005年俄发射卫星23颗,位居世界第一。此外,俄航天科学院专家撰写的分析报告认为,维护俄罗斯国家安全的关键一环就是研制和发展军民两用太空技术装备,这样做可以把本身不是武器的航天器赋予军事用途。弗拉基米尔表示,俄罗斯太空部队将“避免太空军事应用及太空导弹防御方面的潜在危机,制止俄罗斯卫星系统及地面设备在数量与质量上的退化,重振军事太空”。从2007年开始,按照各项试验、部署计划,俄罗斯太空部队将发射新型军事航天器。

近年来,军用卫星在侦察监视、通信中继、导航预警等领域发挥着重要作用,日益成为空天打击的“头号”军事目标。为夺取制天权,世界各军事强国在积极发展卫星技术的同时,也在大力研发反卫星武器。日前,俄罗斯军工部门就宣布完成了新型机载激光反卫星武器的研制工作,这意味着俄罗斯在反卫星领域实力的大幅提升。

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激光武器可利用光束能量瞬间摧毁或干扰高速飞行的太空飞行器,具备攻击速度快、杀伤效率高、抗干扰性强、作战效费比高等突出优势,尤其适合作为外太空的攻击性武器。随着相关技术的发展成熟,激光武器势必成为令卫星“胆寒”的“无形杀手”。请关注今日的《解放军报》——

上升式反卫星 所谓上升式反卫星是指当目标卫星经过上空时,从地面、海上、空中发射导弹进行瞄准攻击的反卫星方式。美国常常贼喊捉贼,其实它最先发展上升式反卫星武器。1959年,美国开始进行“大胆猎户座”反卫星导弹拦截卫星的试验。由B-52战略轰炸机多次向近地轨道的报废靶标卫星发射“大胆猎户座”拦截弹,但试验都失败了。 随后换了B-58轰炸机作载机,试验也没成功。最后以B-47轰炸机为载机向靶标卫星发射“大胆猎户座”反卫星导弹,成功击毁一颗报废卫星,试验终获成功。 上世纪五六十年代,因为导弹的精度不高,所以美国就尝试采用太空核爆的方式反卫星。上世纪60年代初,美国陆军部署了具有核战斗部的“奈基-宙斯”导弹,用于攻击低轨卫星。美国空军则以“雷神”导弹为基础发展核反卫星导弹。1960年10月,美国空军用“雷神”导弹携载100万吨TNT当量的核弹头,在近地空间爆炸,摧毁了靶标卫星,但也毁灭了1000公里范围内的其他卫星,导致3颗美英卫星严重受损。美国认为太空核爆反卫星“杀敌一千,自损八百”,是一种损人不利己的方式,所以,“雷神”导弹于1975年被美国放弃。 美国从上世纪70年代后期开始探索发展上升式动能反卫星装备。1985年9月13日,一架挂载着ASM-135反卫星导弹的F-15战斗机,以3.8G的过载向上进行65度爬升,在约11.6公里高度,自动发射了一枚ASM-135导弹,成功击落一枚552公里处的报废军用侦察卫星。 美军还大力发展海基反卫星手段。2008年2月,美国海军“伊利湖”号导弹巡洋舰发射一枚改进后的“标准”SM-3 Block IA导弹,成功击毁USA-193号侦察卫星。 俄罗斯同样具备上升式反卫星能力。2015年11月18日,俄罗斯成功完成一次新型反卫星导弹的首次飞行试验,摧毁了一枚卫星。

从天而降的“神秘之光”

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制图:刘程

电子干扰反卫 2011年12月,一架美军RQ-170隐身无人侦察机被伊朗俘获,轰动世界。当时,RQ-170进入伊朗境内进行侦察,伊朗先对其进行通信压制,使其失去了美方的遥控。之后,伊朗利用RQ-170的GPS导航系统缺陷,直接重构了RQ-170的GPS坐标,使该机误认为已经抵达美军在阿富汗的基地,从而降落在伊朗境内。 干扰卫星信号接收是最常用的卫星干扰方法。作战时,用干扰发射天线对着目标上的卫星信号接收天线,发射与卫星信号同频或非同频大功率干扰信号。同频干扰以功率占用为主,对卫星接收通道进行一定频率范围内的功率占用,使干扰信号的场强远远大于正常到达地面的卫星信号场强,形成干扰、压制,破坏其正常接收。非同频干扰是指使用高电平干扰信号让目标卫星信号接收系统的高频头进入饱和状态。 对卫星实施电子干扰的另一种方法,是破坏卫星的正常运行或有效载荷正常工作。卫星几乎都需接收指挥中心的遥控指令、回送遥测数据、姿态控制等信息,如果通过侦收手段掌握敌卫星遥控信号的特征,就可以对其实施干扰,使目标卫星失去地面控制,无法正常运行。也可发射遥控指令改变目标卫星运行状态,如偏离轨道、改变姿态等。

说起反卫星武器,人们早已不陌生。1957年第一颗人造地球卫星被送入太空后,如何将太空中的卫星打下来,就成为美苏两国博弈的战略课题。1959年,美国就进行了首次反卫星技术试验,苏联也在上个世纪70年代研制成功卫星歼击机并装备部队。1960年,首台激光器在美国问世,开启了人们把激光器用于军事用途的序幕。尤其是各类科幻大片中层出不穷的激光武器,更使它俨然成为未来武器的“标配”。

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现有的反卫星武器可谓琳琅满目,主要包括核导弹反卫星武器、动能反卫星武器、定向能反卫星武器等。其中,激光反卫星武器是定向能反卫星武器中的一种,能通过辐射使卫星敏感元器件失效或直接摧毁卫星,避免了核攻击等方式带来的附带毁伤,成为各军事强国竞相研制的反卫星武器。

定向能反卫星 定向能反卫星是指通过发射高能激光束、粒子束和微波束照射目标,使其毁坏或丧失工作能力。目前较成熟的定向能武器是激光武器,美国和苏联都较早进行了探索发展。 20世纪70年代中期,苏联就开始研发试验地基反卫星激光武器。1975年10月,两颗监视苏联洲际弹道导弹发射井的美国早期预警卫星,飞临西伯利亚上空时其红外传感器忽然失效4个小时,据分析可能是遭到了苏联地基反卫星激光的照射。据报道,上世纪80年代中期,苏联在其境内部署了可对1500公里以下的低轨卫星进行干扰和毁伤的地基反卫星激光武器系统。 美国也在发展试验能干扰、致盲和摧毁低轨卫星的地基反卫星激光武器系统。美国陆军于1997年10月就使用化学激光器进行了攻击在轨卫星的试验。 同时,美苏也都积极发展空基激光武器。苏联曾以伊尔-76MD运输机为平台,发展装有气体激光器的A-60激光飞机,并于1981年升空试飞。从最近的有关报道来看,俄罗斯又已重新启动了类似项目。 美国发展的空基激光武器系统就是着名的YAL-1A激光攻击飞机。YAL-1A激光攻击飞机发展计划始于1992年,机上装有6个红外搜索跟踪传感器,一套二氧化碳测距弱激光器,一套千瓦级固态跟踪照射激光器,一套千瓦级固态信标照射激光器,一套兆瓦级化学氧碘攻击激光器。2010年2月11日,该机首次成功进行弹道导弹拦截试验,用1兆瓦激光击毁一枚飞行中的液体燃料弹道导弹。 空基激光反卫星具有很强的优势。将激光武器部署到高空,特别升限达到1.8万米以上的平台上,能更好地避开云或大气带给激光的吸收、干扰,没有稠密大气削弱光束质量,也可以延长瞄准和攻击卫星的时间。 随着固体激光技术、激光光束控制技术、红外探测技术的不断进步,2016年8月,美国国防部导弹防御局正式提出了“低功率激光验证机”项目,试图发展无人激光攻击系统。计划2020年前开展装机试飞,2021年前完成目标捕获跟踪、精确瞄准、任务激光器稳定性和杀伤能力的演示试验,最后与现有反导系统进行联合作战概念验证,2023年左右完成。 在天基激光武器系统研发上,美俄也起步很早。1981年,苏联在宇宙系列卫星、飞船和“礼炮”号空间站上,进行了一系列激光武器打靶试验。美国1992年以来,也多次进行天基激光武器试验,并加紧了高能微波武器的研制。

早在1965年,苏联就开始研制激光武器。1981年,苏联的激光武器空中试验平台“A-60”首飞成功,并于1984年首次使用激光武器成功摧毁了空中的靶标。这期间,苏联的地基反卫星激光武器也开始试验部署,并在与美国间谍卫星的博弈中“小试牛刀”。苏联还曾在“宇宙”系列卫星飞船和“礼炮”号空间站上成功进行了8次激光武器试验。美国提出“星球大战”计划后,苏联应对美国弹道导弹的“杀手锏”武器,就是装载有二氧化碳激光武器的“极地”号飞船。虽然这艘飞船最终没能顺利发射升空,但依旧把激光武器的威慑力发挥到了极致。

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在苏联“神秘之光”的刺激下,美国不甘示弱,进一步加快了激光武器的实战化步伐。1992年,美国陆军先后利用“中红外先进化学激光器”和“海石”光束定向器进行了一系列地基反卫星模拟试验。1997年10月,美国使用地基激光器发射的激光束照射军用气象卫星获得成功。同时,美国陆军还利用地基激光反卫星装置击毁了飞行中的火箭弹。

共轨式反卫星 所谓共轨式反卫星,是指将拦截航天器送入目标卫星的轨道平面,逐步紧逼目标卫星,然后对目标卫星实施干扰、破坏、摧毁,或进行捕获、改造等。 目前,美俄已经发展出多种共轨式反卫星装备,比较早的是“反卫星”卫星。“反卫星”卫星又称“太空雷”,由爆炸装置、引信、遥控系统和动力系统等构成,可以预先部署潜伏在空间轨道上,也可以机动部署。战时可根据地面指令,在其自身搭载的雷达引导下,自动接近、识别目标卫星。当距目标卫星800米之内时,启动自毁装置,通过爆炸碎片摧毁目标。 苏联“反卫星”卫星发展的时间比较早。1964年,苏联就开始研发“卫星歼灭者”,到1972年,共进行了20次测试,拦截了7个目标,引爆了5次。1979年,该系统开始战备值班。俄空天军还发展了带有轨道发动机、雷达或红外制导装置和破片杀伤战斗部的新型“反卫星”卫星,其作战高度可达5000公里。 俄空天军还在发展新型“反卫星”卫星。2013~2014年,俄罗斯发射了4颗军用卫星,据美国有关方面称,其中3颗已经多次变轨,靠近俄罗斯的一个航天器,甚至与其相撞。第四颗卫星不断机动,靠近几颗俄罗斯新发射的卫星。 航天器在太空也可发射武器攻击目标卫星。苏联曾在“礼炮”3号空间站上架设一门有效射程为3000米的R-23速射航炮。1975年1月24日,在航天员撤离后,空间站在远程遥控状态下进行了首次试射,发射的20发炮弹均成功命中目标。1981年,苏联“礼炮”号空间站曾用导弹攻击卫星。 在太空中使用机械臂抓捕目标卫星,技术上也十分成熟。1993年,美国“奋进”号航天飞机入轨3天后,经过一系列在轨机动,与欧洲的“尤里卡”卫星交会。随后“奋进”号航天飞机用机械臂将重4.5吨的“尤里卡”卫星抓回。 随着技术的发展,一种天基反卫星装备可同时拥有多种反卫星能力。2007年3月8日,美国“轨道快车”试验验证装置发射升空。“轨道快车”系统由两颗卫星组成,一颗是维修卫星,另一颗是客户卫星,试验的目的是验证卫星交会、捕获、停靠、维修、补充燃料等空间技术。毋庸置疑,这些技术均可运用于反卫星行动中。 值得关注的是,作为通用武器平台,一直在轨飞行的美国X-37B空天飞机可以衍生出多种作战能力,它既可与导弹、激光武器、高功率微波武器结合,也可以装上机械手,实施反卫星作战行动。

俄罗斯在继承苏联相关成果后,持续进行反卫星激光武器的研制工作。被寄予厚望的“A-60”激光反卫星空中试验平台,于2012年再次启动并持续至今,或将成为俄罗斯新型机载激光反卫星武器的“核心成员”。一旦新一代机载激光反卫星武器研制成功,其太空威慑实力不言而喻。

“卫星杀手”是怎样炼成的

说起激光武器这一“无形杀手”的绝招,主要就是把太空中的卫星“烫伤”。现有的激光武器根据作战用途可分为战术激光武器和战略激光武器,反卫星激光武器是当之无愧的战略激光武器。卫星上的精密光电设备、热控制系统和供电系统都是怕光怕热的“宝贝疙瘩”,反卫星激光武器发射的激光束辐射强度高,可通过热效应对卫星产生致命创伤。甚至,“怒火中烧”的激光还有可能直接烧毁卫星。同时,激光束对卫星也有一定的冲击效应,可使卫星上的零部件损坏或者使卫星偏离轨道。

更为重要的是,反卫星激光武器发射的激光束以光速运行,可以瞬间击中目标,令目标“防不胜防”。除具备“指哪打哪”的功夫外,反卫星激光武器发射的“光弹”质量为零,射击时没有反作用力,可在飞机、军舰或地面进行精确瞄准、射击。相比于导弹或卫星碰撞动辄带来的太空垃圾,反卫星激光武器算是“清洁干净”的理想武器,也因此成为备受青睐的“卫星杀手”。

目前,各军事大国投入研发的反卫星激光武器主要包括地基、机载和空间三大类。

地基反卫星激光武器可用于干扰、致盲和摧毁近地轨道上的军用卫星。美国就曾利用高功率激光器摧毁运行轨道高度达412公里的“微型探测器技术集成-3”卫星。2008年,美国陆军部署完成了地基反卫星激光武器系统,可使卫星暂时“失明”或丧失通信能力。地基反卫星激光武器具有重量、体积不受限制,能量供应易于解决等诸多优势,但由于大气对激光能量的衰减,主要部署在空气较为稀薄的地区。

机载反卫星激光武器就是把激光器安装在飞机上攻击卫星。美国机载激光武器和俄罗斯的“A-60”都采用这种方案。历史上,人类第一次反卫星试验就是通过飞机发射卫星拦截导弹进行的,充分展现出机载平台机动灵活的优势。由于飞机飞行高度高,大气较为稀薄,机载反卫星激光武器克服了地基反卫星激光武器的缺点,但自身也存在着重量、体积和能量供应受限制等技术难题。美国目前研制的机载反卫星激光武器,能在10-20秒之内摧毁近地轨道卫星。

空间反卫星激光武器就是把激光器植入卫星、航天飞机等航天器中。加上“外挂”的航天器不需要考虑气流和震动问题,可攻击中高轨道卫星,将激光武器的作战效能发挥到了极致。历史上,美俄都先后出台过空间反卫星激光武器的平台方案,甚至还设想以空间站为核心,搭载激光武器后成为“太空战斗站”。

太空博弈的“攻守道”

十博体育反卫星导弹拦截卫星的试验,随着航天预算的大幅增加。现代战争,卫星可以全天时、全天候获取战场信息,是支援战场作战行动的重要手段。对卫星的干扰、破坏与摧毁,开打“星球大战”,或将成为空间对抗的重要方式。激光武器能通过高能激光与目标相互作用产生高热、电离、冲击和辐射等综合效应来击毁卫星,其利用高能量密度光束替代常规子弹这一“新概念”打法,或将使之成为适应21世纪信息化战争、具有划时代意义的新一代主战装备。

因此,曾经是冷战产物的反卫星激光武器如今“东山再起”,引发各国关注,尤其是美国、俄罗斯、印度、日本都在开展不同类型的激光武器研究。美国在地基、机载和空间等多平台反卫星激光武器的研究方面仍处于领先地位,美国国防部甚至公开宣称其拥有的激光武器“能摧毁导弹,同样也能摧毁卫星”。

近年来,美军激光武器研究呈现出发射平台多样化、打击目标种类多样化等诸多新趋势。有人预言,激光武器这类可通过计算机操控的智能武器,将进一步推动战场朝无人化方向发展。

面对美国咄咄逼人的太空军事威胁,俄罗斯也不甘落后。根据俄罗斯未来航天发展计划,俄将大力发展以激光武器为代表的反卫星武器。俄注意到,美军目前拥有庞大的在轨卫星数量,对卫星严重依赖的同时,也增加了空间作战体系的脆弱性,为俄罗斯提供了潜在的“可乘之机”。显然,这场围绕卫星发展的太空“攻守”博弈,恐怕也只是刚刚开始。

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