美國太空戰裝備及太空戰能力

鄭 向

2018年6月18日，美國總統特朗普突然宣布要創建獨立的太空軍。那么當前美國的太空軍事力量實力如何？

美國對太空目標的硬殺傷能力

當前美國對太空目標的硬殺傷能力主要來自從20世紀90年代后逐步發展起來的彈道導彈防御系統，具體的大氣層外反導導彈型號有三種：空軍的陸基中段反導導彈（GBI）、海軍的標準-3海基中段反導導彈、陸軍的末段高空區域反導導彈（THAAD，音譯為“薩德”）。

美國于1983年推出了“戰略防御倡議”（SDI）計劃，媒體稱之為“星球大戰”計劃。1993年SDI被取消后，美國的戰略防御系統經過多年的調整和發展，其核心能力當前已經演化成了陸基中段防御系統（GMD）。2017年年底美國總統特朗普在其《國家安全戰略報告》中提出，美國將大幅升級彈道導彈防御系統。主要內容一是建設新的基地并增加陸基中段反導導彈的數量；二是在阿拉斯加和夏威夷各部署1部新型S波段預警雷達，以增強對中國的防御；三是研制并部署新的天基反導傳感器系統，即低軌道天基紅外系統，共24 顆衛星，用于精確跟蹤太空中飛行的彈道導彈彈頭并引導攔截器擊中目標（該系統實際上是由SDI中的航天監視與跟蹤系統演變而來，目前只部署了2顆驗證衛星）。

GMD中的GBI是井基三級固體導彈，最大速度達8千米/秒，作戰高度130～2000千米，最大作戰距離超過4000千米。戰斗部為大氣層外殺傷攔截器（EKV），質量約55千克。EKV的導引頭主要由1個可見光探測器和2個長波紅外探測器等組成，對目標的最大探測距離可達1000千米以上。可見光探測器的作用有兩個：一是用于星校準以便確定EKV在空間的方位，二是對陽光照射下的目標進行遠距離捕獲與跟蹤。不過對目標的探測主要還是靠紅外探測器。EKV的空間機動能力由10臺小火箭發動機提供，其中4臺為軌道控制發動機，6臺為姿態控制發動機。GMD采用“四攔一，發射－觀察－再發射”的戰術，即先發射2枚導彈攔截來襲目標，然后觀察攔截效果，如未命中目標，就再發射2枚導彈。作戰流程大致是：當預警衛星發現敵方發射遠程彈道導彈后，早期預警雷達和X波段雷達就開始搜索目標（靠前部署時，X波段雷達將比早期預警雷達更早發現目標），一旦捕捉到目標就立即建立跟蹤并測量出目標軌跡參數的精確數據。設在科羅拉多州夏延山基地的作戰指揮中心根據雷達（以及空間跟蹤與監視系統，即低軌道天基紅外系統）提供的信息為GBI裝訂目標數據，確定其飛行彈道和作戰區域，然后發射導彈。GBI升空后，X波段雷達可以同時跟蹤導彈和目標，并向導彈傳送目標的高精度信息，以供導彈修正飛行路線使用。約3分鐘后EKV與助推火箭分離，首先進行“星校準，確定自身的空間方位并通過調整把導引頭對準目標方向，隨后捕捉、跟蹤和識別目標，之后EKV的制導設備將根據相關信息計算出正確的攔截彈道，控制10臺小火箭工作，使EKV準確地飛向目標，直至與目標高速相撞。在相撞之前，EKV可以將相距很近的目標物體圖像傳送回指揮中心，以進行毀傷評估或幫助后續EKV區分彈頭與誘餌及其他物體。

“戰略防御倡議”計劃的目的就是以各種手段攻擊敵方的外太空洲際戰略導彈和航天器，以免遭受核打擊

2008年2月21日，美國海軍在夏威夷西部太平洋海域，從提康德羅加級巡洋艦伊利湖號上發射1枚標準-3導彈，將1顆247千米高度的失控偵察衛星USA-193擊毀。從而證明反導導彈用于反衛星是確實可行的，所謂防御武器其實是攻防兼備的。反衛星的關鍵技術、手段有很多與大氣層外反導是類似的。2011年4月15日，標準-3進行了一次最具挑戰性的反導試驗，成功攔截了射程超過3000千米的假想敵來襲導彈。目前的標準-3導彈可以打擊中近程彈道導彈和低軌道衛星，將來經過不斷改進后可以攔截洲際導彈。標準-3是三級固體導彈，采用慣性/GPS復合制導，速度3.5千米/秒，作戰高度100～500千米，最大作戰距離1200千米。戰斗部為模塊化自尋的輕型動能殺傷器（MK-142），質量僅約23千克，是目前世界上最小巧的外大氣層殺傷器。該殺傷器其實就是SDI的遺產，原設想用天基電磁軌道炮來加速這種動能攔截器，速度可達10千米/秒，足以攔截中段飛行的洲際導彈。標準-3導彈發射后，第三級火箭在約60千米高度第一次脈沖點火（如果需要修正飛行，還可以進行第二次脈沖點火），導彈在90千米高度拋掉頭罩，動能攔截器的導引頭開始工作，當導引頭捕捉到目標后攔截器就與彈體分離。MK-142采用長波紅外成像制導，對典型戰術彈道導彈的捕獲距離為300千米。MK-142裝有4.5千克燃料和10臺小火箭發動機，可以進行變軌機動和修正位置誤差。為了增大殺傷概率，MK-142在撞擊目標之前，還將拋撒出自身攜帶的小型鎢棒，共同打擊來襲目標。但是標準-3導彈系統的最大弱點是無法識別假目標，不管是宙斯盾艦上的S波段AN/SPY-1相控陣雷達，還是MK-142上的單色紅外探測器，都不具備目標識別能力。在實戰中還需陸基X波段雷達或其他精密探測系統提供目標信息支持。而且標準-3導彈速度較低，對太空中的高速目標只能采取迎擊的模式，不具備全向攔截能力。針對以上不足，美國海軍近幾年都進行了相應改進，如給導彈換裝直徑更大的火箭發動機，最大速度據稱比基本型提高50%，攔截器導引頭則換成雙色紅外傳感器，具備一定的目標識別能力，但這些小修小補并不能從根本上解決問題。總的來說標準-3攔截性能落后的彈道導彈時把握較大，但要對付具有強大突防能力的先進彈道導彈則倍感吃力。

彈道導彈突破了中段反導系統的防御網后，就進入了末段高空區域防御系統（THAAD）的攔截范圍。THAAD實際上也是從SDI中剝離出來的一個獨立項目。THAAD導彈是單級固體導彈，采用慣性/指令修正復合制導，速度2.8千米/秒，作戰高度40～150千米，最大作戰距離200千米。戰斗部為動能殺傷攔截器（KKV），質量約60千克，采用中波紅外成像制導。和其他反導系統相比，THAAD的最大特點是它的作戰高度—從大氣層內的40千米跨越到大氣層外的150千米，號稱“全球惟一能在大氣層內外攔截彈道導彈的陸基反導系統”。THAAD的基本作戰單位是連，由2～3個連組成一個反導戰斗營，這足以為一個陸軍集團軍的展開地域撐起可靠的空中保護傘。一個導彈連擁有3輛發射車（每輛發射車上裝載8枚導彈），1部AN/TPY-2雷達，1套作戰管理/指揮、控制、通信、情報系統。整套THAAD系統中，最大的亮點不是導彈，而是AN/TPY-2型X波段固態有源多功能相控陣雷達。該雷達性能十分強大，比預警雷達具有更好的波段分辨率，通過雷達成像可以達到很高的探測精度（能夠識別彈頭和誘餌），而且還可以通過空運、船運進行全球機動部署，僅1部就能完成探測、搜索、跟蹤和目標識別等多項任務，還能為飛行中的導彈傳輸目標更新數據，對雷達反射截面積為1平方米的目標（相當于典型彈道導彈彈頭）最大探測距離可達1200千米，有效制導距離500千米，對“過天頂”目標也能持續跟蹤。THAAD的作戰流程是：當預警衛星發現來襲導彈后，AN/TPY-2雷達進行遠距離搜索，捕獲目標后即對其進行跟蹤，并把跟蹤數據發送至作戰管理系統，管理系統立即制定攔截方案并對導彈進行射擊單元裝訂，隨后導彈發射；AN/TPY-2雷達同時跟蹤目標和導彈，并向導彈傳送修正的目標數據，對導彈進行中段飛行制導，數分鐘后動能攔截器被釋放，進行自動尋的飛行，直至和目標相撞；在碰撞之前，KKV的紅外成像導引頭可以將目標圖像信息傳送給作戰管理系統進行毀傷評估，如果沒有命中目標，管理系統根據雷達和KKV提供的信息評估后將發射第2枚導彈實施攔截。這種作戰方式稱為射擊—評估—射擊。但是THAAD的攔截高度區間只有110千米，彈道導彈彈頭穿過這段距離只需要30秒左右，顯然留給第2次射擊的時間是很緊張的。因此THAAD的改進方向是繼續增大攔截高度和射程，采用兩級火箭發動機，這樣不僅可以增加第2次攔截的機會，還將具備反低軌衛星的能力。

目前的標準-3導彈可以打擊中近程彈道導彈和低軌道衛星

高超音速飛行器成為美國實現“全球快速打擊戰略”的重要武器之一

美國太空軍事力量指揮體系

那么對于龐大的太空軍事力量美國是如何進行控制和指揮的呢？早在20世紀80年代，美國就建立了航天司令部，到2002年，航天司令部和戰略司令部合并，成立新的美國戰略司令部。新戰略司令部職責主要包括：控制美國核力量、實施太空軍事對抗、計算機網絡對抗、戰略預警和全球作戰計劃等。戰時該司令部將負責美全球導彈防御的一體化作戰指揮。戰略司令部下轄空軍航天司令部、海軍網絡與航天司令部、陸軍導彈防御與航天司令部。由于美國90%的航天力量都歸空軍掌管，所以空軍航天司令部就成了美國航天力量的主體。其遂行的主要任務包括太空力量支援、太空控制、力量增強、維護和使用美國的陸基洲際彈道導彈、計算機網絡進攻與防御。空軍航天司令部下轄第14航空隊、第20航空隊和太空與導彈系統中心。其中第14航空隊是美軍太空軍事力量的骨干，負責美軍在全球作戰中航天力量的作戰計劃和具體部署，以及監視、預警、衛星指揮與控制在內的航天活動。其所轄的5個聯隊和1個聯合航空航天作戰中心共編有155個單位，被分布在全世界44處基地。其中第21航天聯隊是美國空軍惟一一個為各大司令部和世界各地的美軍作戰部隊提供全球導彈預警和太空能力的部隊。該聯隊還負責對地球軌道上9500余件空間物體實施“不間斷”的監視與跟蹤，并將觀測圖像記錄在其“空間目錄”數據庫中。

“ 星球大戰”計劃想象圖

美國反太空能力評估

盡管太空作戰的武器平臺、戰場空間和空中作戰是不同的，但我們仍然可以通過空中作戰的發展規律來推測太空作戰的發展趨勢。20世紀的空中作戰經歷了3個主要階段：偵察與通信支援、爭奪制空權和從空中對地球表面戰場實施大規模攻擊。因此太空作戰也應該經歷相似的3個階段，先是提供太空信息支援，然后是爭奪制天權，最后是形成對地球表面進行戰略打擊的能力。目前美國的太空作戰能力應該是處在從第一階段向第二階段過渡的過程。由于冷戰時期的高強度投入，美國在20世紀基本上完成了第一階段，進入21世紀后則開始向第二階段推進。

那么美國的反太空能力究竟如何？2015年蘭德公司的研究報告《中美軍事記分卡：兵力、地理以及不斷變化的力量平衡（1997—2017）》對此類問題進行了評估，報告中對美國的反衛星作戰能力進行了定性分析。截止到2015年1月31日，美國有526顆在軌運行衛星（其中30%為軍用），其中情報、監視與偵察衛星45顆，導航衛星36顆，通信衛星320顆，地球觀測衛星55顆，太空科學衛星18顆，技術開發衛星52顆。由于相關條約的限制和國際社會的反對，任何國家都很難明目張膽的大力研制和部署專門的反衛星武器系統，所以美國目前的反衛星能力還主要來自軟殺傷手段。2002年美國空軍就開始研制反衛星通信系統（CCS），這是一種對通信衛星實施機動干擾的系統，能夠用射頻干擾敵方衛星的上行/下行鏈路，阻斷敵方的衛星通信。到2016年已經裝備了至少7套，分別部署在新墨西哥州霍洛曼空軍基地的第4太空控制中隊和科羅拉多州彼得森空軍基地的第76太空控制中隊。此外美國研制的眾多高能激光器也能對低軌道的光學偵察衛星實施致盲攻擊。特別是美國裝備在龐塞號船塢登陸艦上的一臺30千瓦激光裝置可以全球機動，是較理想的反低軌道衛星武器。美國對衛星的硬殺傷能力主要來自其已經部署的反導系統，因為在太空中反導彈所需要的跟蹤、瞄準、制導等技術其實和反衛星是一樣的。2008年美國海軍就確實用1枚標準-3反導導彈擊毀了一顆失效的低軌道偵察衛星，這說明反導系統只要稍加改進就能用于反衛星。就硬殺傷而言，衛星的軌道越高就越安全，在低軌道（高度300～2000千米）運行的主要是情報、監視與偵察衛星以及氣象衛星等，這些太空目標受美國反導系統的威脅最大。對于運行在高軌道上的通信衛星和導航衛星來說基本不必擔心受到硬殺傷，但美國強大的干擾能力對其構成很大威脅。近些年來某些地區軍事大國開始部署海洋監視衛星，用于監控海上目標，這對美國航母戰斗群構成了較大威脅，蘭德報告認為使用電子干擾是反制此類衛星的有效手段。但因為這些海洋監視衛星主要監控西太平洋地區，并且運行在低軌道，覆蓋范圍小，如果要進行干擾，干擾裝置就必須布置在目標區附近才能發揮作用，這樣自身就很容易暴露并遭到攻擊，所以風險很大。總的來講，蘭德報告認為以目前美國的反太空能力能夠對地區軍事大國的衛星系統構成中等程度的威脅，其中通信衛星受到的威脅最大，而且隨著美國反衛星通信系統平臺數量和性能的提高，這種威脅將持續上升。但要注意，美國的潛力是十分巨大的，如果真的成立太空軍并下決心大幅增加投入，特別是研制并部署天基武器系統，那么美國的太空戰硬殺傷能力很可能將得到躍升，可以明顯和其他國家拉開距離。

在天對地戰略打擊能力方面，美國也進行了探索，例如發展空天飛機等

結 語

綜上所述，美國的太空戰能力在提供太空信息支援方面已經非常全面、非常強大；在爭奪制天權方面，美國目前主要依靠地基高速動能武器系統，不過離理想狀態還有不小的距離；在天對地戰略打擊能力方面，美國也進行了探索，例如發展空天飛機和亞軌道高超音速飛行器等。太空作戰武器裝備和力量體系的建設，是人類歷史上前所未有的巨型工程，所面臨的各種技術難題和障礙必定多如繁星，即使要達到冷戰時期“星球大戰”計劃所構想的那種水平，也還有很長的距離要走。美國的反導技術路徑，從20世紀50年代的地基核攔截，到80年代的天基攔截，再到21世紀初的地基動能攔截，每隔20～30年進行一次技術躍升，但結果都不很理想，未來可能還是要走天基定向能武器的技術路線，最終實現恐怕要到21世紀中葉了，跨越100年。到那時導彈核武器的戰略地位才有可能大幅降低，或許有新的戰略武器替代它的位置，從而展開新一輪的較量，永無止境。