余 明
(第二炮兵工程大學 基礎部,西安 710025)
隨著航天科技和信息技術的飛速發展,衛星在軍事領域的應用越來越廣,其在影響戰爭走勢過程中所發揮的重要作用不斷得到驗證。為在空間利益分配中贏得主動,各國在加速推動衛星技術發展的同時,也積極發展反衛星力量,以在必要時削弱甚至癱瘓敵手的衛星能力。由于地基動能反衛星武器在作戰運用等諸多方面具有獨特優勢,其發展受到了眾多國家的重視和親睞。
地基動能反衛星武器(kinetic energy anti-satellite based on ground,KE-ASAT)是指從地面發射的、依靠武器系統戰斗部的高速動能,通過直接碰撞的方式來摧毀衛星的武器系統。按發射方式的不同,可將其分為共軌式和直接上升式2種。目前這2 種反衛方式都已經過實際試驗,并取得了良好記錄,甚至有些武器曾進入實戰部署[1]。
美國是世界上最早開展地基動能反衛星研究的國家。從20 世紀60年代開始,美國先后研制和試驗了共軌式和直接上升式地基動能反衛星武器。1989年,美國開始重點發展地基直接上升式動能反衛星武器系統[2]。20 世紀90年代,美國開始研制動能反衛星攔截彈,攔截高度是800 ~1000 km。1993年3月,地基動能反衛星武器進入演示驗證階段。1997年8月,動能殺傷攔截器(kinetic kill vehicle,KKV)樣機成功進行了首次懸浮飛行試驗,并在懸浮過程中一直保持對目標的精確攻擊定位。2000年,美國研制出3 個采用先進技術的動能攔截器,并達到進行飛行試驗的要求。2008年2月21月11 時26 分,美軍以一枚“標準- 3”導彈,在距離地面247 km 高度成功攔截失控的間諜衛星USA -193,表明美國的反衛星能力已達到實戰水平[3]。
前蘇聯/俄羅斯的動能反衛星武器技術發展較為成熟,具有一定實戰能力的是于1964年開始研制的共軌式反衛星武器,迄今已經進行了近百次試驗。1968年至1982年6月,對采用破片殺傷彈頭的地基共軌式反衛星導彈,先后共進行了20 次飛行試驗,攔截最高高度為2 000 km 左右,總成功率為60%以上。1983年,前蘇聯單方面宣布終止反衛星試驗。1985年5月,前蘇聯宣稱,已經成功研制了一種直接上升式的反衛星攔截器,與20 世紀70年代中期美國國防部部署的攔截器相似,即上升式的反衛星導彈[4]。前蘇聯解體后,由于財力不足,俄羅斯的反衛星武器研發一直處于低谷,不過2007—2009年,俄羅斯已經重啟反衛星計劃。值得一提的是,俄羅斯的A-135 戰略反導系統也具有反低軌衛星的實戰能力。
為了實現對目標衛星的及時發現、持續跟蹤、準確命中和精確評估,地基動能反衛星武器系統必須圍繞“發現、鎖定、跟蹤、瞄準、攻擊與毀傷評估”等環節構造地基動能反衛星作戰的精確打擊鏈[5]。參與到打擊鏈構造工作的武器系統一般由空間偵察與監視分系統、指揮控制與通信分系統、攔截打擊分系統和綜合保障分系統等組成。
情報與偵察、監視ISR(intelligence,surveillance,reconnaissance)分系統涉及的設備和設施包括:空(地)基深空探測雷達和天基探測衛星系統;導彈預警系統;電子偵察和成像偵察系統。其主要功能:在平時,主要完成對空間目標的持續搜索、識別、跟蹤、探測、定位,在反衛星作戰行動準備及實施過程中,在一些具體威脅方向上進行精確實時的搜索、識別、跟蹤,從而為實施反衛星作戰決策及具體行動提供良好的情報支持,同時對防范敵方的地面攻擊或反制行動進行情報獲取和預警。
指揮控制與通信C3(command,control,communications)分系統涉及的主要設備和設施包括:地(空)基通信系統和軍用及可作軍用的民用通信衛星;數據中繼衛星和地面中繼站;空間作戰指揮控制中心。反衛星作戰要求通信系統具有足夠的帶寬、傳輸速率、覆蓋范圍、抗干擾能力、生存能力和安全保密性,能適應各種復雜多變的戰場環境。其主要功能:在平時,C3分系統完成對與反衛星作戰相關偵察監視信息的融合處理并形成空間態勢;在危急或作戰時刻,對反衛星作戰進行態勢分析和威脅評估,做出應對決策,將作戰指令傳達到作戰單元,并將戰場作戰信息實時逼真地反饋到指揮控制中心。
攔截打擊系統是地基動能反衛星武器體系中相對最重要的組成部分,對攔截打擊系統的要求包括具有較強的反應力,即武器從準備狀態到打擊完畢所需的時間要盡可能短;具有較高生存能力,對各種反制措施要有相應的應對措施,盡量減少被敵事先發現并摧毀的概率;動能攔截器上要配備可見光和紅外等多種探測方式,以確保攔截器具備較強的自主尋的能力。
地基動能反衛星武器體系的綜合保障分系統構成極為龐雜,一般可將其區分為作戰保障子系統、后勤保障子系統和裝技保障子系統。因篇幅所限,不在此詳述。
地基動能反衛星武器系統是由上述4 個部分組成的有機整體。具體而言,偵察與監視分系統為威脅判斷及決策提供情報支持,指揮控制分系統則是整個地基動能反衛星武器體系的神經中樞,攔截打擊分系統是反衛作戰的執行器,而綜合保障系統則是其他3 個部分能正常運行的重要保證。其關系如圖1 所示。

圖1 地基動能反衛星武器系統關系
地基動能反衛星作戰的技術核心是超高精度的動能攔截,因此動能攔截器技術是地基動能反衛星武器系統的核心技術。動能攔截器是新概念武器的一種,是一種輕小型化、自主尋的、利用戰斗部高速飛行所具有的巨大動能,通過直接碰撞方式毀傷目標的武器。典型的動能攔截器至少包括5個關鍵部分[6]:①精確捕獲目標特征信號信息的導引頭;②處理導引頭信息的高速信號處理機;③確定攔截器自身速度和姿態的慣性測量裝置;④用于攔截器制導計算和飛行路線修正計算的高速數據處理機;⑤使攔截器快速機動的軌控與姿控系統。這5 部分實際上也是KKV 最關鍵的技術。
導引頭的主要功能是捕獲和跟蹤目標,獲取目標的特征信號信息。目前,正在研制的動能攔截彈主要有2 類:毫米波雷達導引頭和紅外導引頭。
信號處理機與數據處理機主要完成對目標信息和攔截器運動信息的計算處理,從而控制攔截器相對于目標衛星的飛行方式。信號處理機通過對由導引頭獲取的目標原始數據進行處理,從而快速確定目標的位置、方向、速度等參數,并將結果提交給數據處理機;數據處理機根據慣性測量裝置提供的攔截器飛行數據,結合目標飛行參數,對軌控與姿控系統下達攔截器機動指令以完成飛行路線的修正。
軌控與姿控系統依據數據處理機的指令控制攔截器飛行,保證攔截器與目標實現交會碰撞。軌控系統通常由4 個快速響應的小型發動機組成,在攔截器的質心位置呈十字形配置,發動機根據數據處理機的指令點火,使攔截器進行上下和左右機動。姿控系統通常由6 個或8 個更小的快響應發動機組成。這些小發動機也根據數據處理機的指令點火,用以調整攔截器的俯仰、偏航和滾動,保持攔截器姿態穩定。
面對日益復雜的國際安全發展環境以及越來越濃的空間軍事化味道,為了有效維護我國國家利益尤其是空間利益不受侵害,中國必須有所作為。立足于現有技術基礎,注重借鑒他國經驗,從而加快地基動能反衛星作戰能力的形成步伐,應該成為當前和今后一個時期國家安全發展的重要考量。
當前,衛星技術日新月異,已經對我國軍事秘密安全造成了嚴重威脅。未來戰場上,任何作戰行動隨時都有可能暴露在敵偵察衛星之下,這對部隊作戰行動和戰場生存造成了極大威脅;預警衛星則是敵方導彈攔截的“千里眼”,其嚴重制約著我作戰效能的發揮。用反衛星作戰來阻懾敵方的衛星活動,從而支援后續作戰行動和戰場生存,能有效保證戰斗使命達成。
采用助推火箭為推進系統的動能武器在技術實現上與彈道導彈有較大相似之處,理論上只需要將動能攔截器“嫁接”到現有彈道導彈的彈體上,即可實現一定的反衛星作戰能力。發展地基動能反衛星武器系統,應在消化和運用我國航天技術的基礎上,把技術突破的重心放在研制動能攔截器上面,重點解決攔截器自主尋的和精確制導的問題。
地基動能反衛星作戰對體系能力的依賴度極高,其作戰過程的順利實施需要武器全體系的高度協作,其中,準確高效的C4ISR 能力是基本前提。發展與作戰需求匹配適應的C4ISR 系統,應從國家層面進行規劃,以避免自成體系,造成資源浪費。應充分借鑒國家航天技術,縮短反衛星作戰能力生成周期。
美軍充分利用反導、反衛武器在技術上的一致性(如推進器技術、精確制導技術、目標位置測量技術等),寓反衛于反導,成功地研發出反導、反衛兼容的武器系統,節省了武器的開發成本和研制周期。我國在開發反導、反衛武器系統的過程中應充分借鑒美軍的經驗,在防御性武器的掩護下發展進攻性武器,走一體化發展之路,這樣既可避免政治、法律和外交風險,又可為反衛作戰積累關鍵技術,力爭一個武器系統解決反導、反衛兩個作戰需求問題。
地基動能反衛星武器作為一種技術相對成熟的反衛星武器系統,它的發展水平直接影響到一個國家在空間利益分配上的話語權地位。中國作為擔負“維護世界和平”使命的大國,發展和保持與大國地位相當的反衛星能力是形勢所需,更是歷史必然。
[1]楊志強.反衛星武器的發展及其對未來作戰的影響[J].外軍信息戰,2006(3):24-25.
[2]李大光. 由美國“導彈打衛星”看其反衛星武器發展[J].國防技術基礎,2008(7):42-44.
[3]施榮,趙飛.從反衛星試驗看美國海基中段導彈防御系統發展[J].現代軍事,2008(4):21-22.
[4]溫羨嶠,李英,劉海軍.國外反衛星武器發展評述[J].現代軍事防御技術,2003,31(3):3-4.
[5]王狂飆.信息時代的精確打擊[M].北京:軍事誼文出版社,2009.
[6]張純學.動能武器及其發展[J].飛航導彈,2004(8):21-22.