高江博
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空間站的軍事應用研究綜述
高江博
(西安北大科技園創新基地,陜西 西安 710061)
在研究中以空間站為核心,分析空間技術的發展特征,了解蘇、美在空間站上的軍事試驗,提出空間站的軍事應用功能,明確當前中國空間站的軍事應用發展,并為相關研究人員提供一定的借鑒和幫助。
空間站;軍事功能;空間技術;載人航天器
空間站的軍事應用一直備受關注,早在20世紀60年代,國外最先研究空間站的軍事應用,到了70年代后,前蘇聯建設“禮炮”2號、3號、5號空間站應用在軍事應用試驗中,而美國也加大了對空間站軍事應用的關注度,制定了空間站計劃。空間站即為航天站,是一種放置在太空中、固定在軌道上長期運行的巨型衛星,以載人從事各種太空活動,形成多用途航天中心。在實際運行中,太空站具備多個對接口,可以和多個航天器進行同時對接,形成大型軌道聯合體,在軌道上永久性載人,空間站具有的多種優勢除了用于科學實驗,還被應用在軍事領域中,凸顯獨特的軍事應用功能。在這樣的環境背景下,探究空間站的軍事應用研究具有非常重要的現實意義。
空間站以空間技術為技術支柱,涉及領域廣泛,并具有以下特征。
科學技術屬于一種社會活動,其發展會受到各種社會因素的影響和社會需要的驅動,而空間技術的發展源于軍事需要,一方面,國家運載火箭均是各國軍事需要下的產物,具有投擲核彈和發射衛星的功能,是國家獨立從事航天活動的基本條件,這也決定了各國空間技術發展均源自軍事國防需要。另一方面,由于軍事航天優先發展,空間技術的軍事應用占比較高,通過空間技術進行空間支援、空間控制以及量運用。例如,在前蘇聯建設的八個空間站中,至少50%以上為軍用,軍事需要刺激和促進各種飛行器性能的優化,而空間系統的效用也對軍事有極強的強化推動作用。
航天事業屬于民族事業,其發展對科技界或是人民群眾具有引導鼓勵作用,進而形成政治效應。也就是說,空間技術發展直接牽動著國家政治神經,關系到整個民族的自豪感和自尊心,這也是空間技術競爭激烈的根源所在。一方面,空間站和空間計劃的成功往往源自技術本身,通過空間第一來拓展政治影響,使得空間領域競爭日益激烈。另一方面,空間戰略地位直接決定著21世紀的競爭關鍵,空間不僅是人類最大的新疆域,還是軍事競爭重點,其空間開發利用水平直接決定著拓展空間程度。
空間技術屬于一種知識技術密集型高新技術,依托于基礎科學,囊括多項工程技術成果,必須加大投入為知識開拓與技術創新提供支持。該技術除投入成本高之外,其回收效益周期過長,其中往往伴隨著無法預料的高風險。這主要是因為空間技術屬于一種全新領域,沒有任何案例借鑒,需要研究人員大膽創新與開拓,空間技術實施的風險性較大,安全事故發生概率高。
在軍事領域中,空間站的有效容積較大,可以裝載各種大型軍用儀器,而宇航員可以通過遙感儀器對目標區域內飛機、坦克、雷達站、部隊的集結情況進行偵查,實現各種軍事目標。例如,在20世紀70年代初期,美國建設天空實驗室,通過171天載人飛行中,拍攝地面目標照片,對路況或是地面情況進行磁帶錄制,以獲取大量軍事情報。
而前蘇聯“禮炮”3號、5號、7號空間站,多次開展并完成大量的軍事偵察任務;“禮炮”6號空間站可以轉載超過50中軍用儀器設備,可一次性繞地球3 000多圈,飛行速度快,通過六波段多光譜照相機等設備,拍下超過4萬張照片,對美國全部領土與領海進行偵查,利用空間站可以提供精準而有效的實時偵查,綜合效率高,還可以完成探測或是預警任務。
早在20世紀90年代,美國軍事國防通過航天飛機進行大型空間結構的安裝,建設試驗軍用系統,并用于空間戰略與戰役指揮方面,將指揮與控制系統應用在空間站建設中,形成天基作戰指揮部,賦予了空間站指揮與控制功能。在空間站軍事應用中,指揮官通過定位系統,為火炮、艦艇、飛機以及導彈等軍事武器提供敵方精確位置,以便于快速摧毀目標,提高攻擊的準確性。同時,通過偵查系統,實時對作戰情況進行效果評估,全面指揮、管理以及控制戰場。美國在空間站研究方面,通過空間實驗室研究空間指揮能力與控制能力,而前蘇聯也通過大量的航天實踐,證明空間站可以應用在地面部隊指揮或是目標控制領域中,而美軍在星球大戰計劃中,曾考慮將空間站設成立體化戰爭指揮中心,不斷提高作戰系統的生存能力與抗干擾能力,培養一批高素質軍人宇航員,不斷提高其空中偵查能力與跟蹤能力。
在軍事領域中,空間站屬于一種高能激光武器和動能武器,可為太空攻擊武器提供良好的發射平臺,對宇宙空間導彈、飛船以及衛星進行攔截和摧毀,實現軍事作戰目標。在實際應用中,空間站始終在高真空與失重狀態中,無任何氣流與飛行振動,使得激光在空間實現無消耗高速傳播,而粒子束武器處于空間中,無法與大氣層作用而保證自身能量不受損失,軍事指揮者可在空間站中設置小體積X射線激光器,在空間攻擊或是摧毀來襲的導彈時,采用有效的防護加固手段。
蘇、美先后研制載人航天器,并在之后建設“航天飛機—空間站—軌道間飛船”航天體系,構建天空軍事基地,以航天站為核心主體,屬于空間基地,為航天飛機和宇宙飛船提供停靠基地,也為軍事作戰提供有利的后勤支援保障體系,成為天軍“駐扎地”。在軍事作戰中,其燃料、設備、人員以及物資等資源保障均由空間站提供,航天飛機和宇宙飛船可以在空間站中進行調整與檢修,對此,需要研究符合空間站運行要求的航天器,即小型載人航天飛機,如圖1所示,形成載人空間站,應用在太空作戰防御中。正是由于載人航天技術的創新和發展,太空軍事化、太空部隊的構想正在逐漸完善和實現,而“天兵天將”主要是運用太空武器對飛機、衛星和飛船進行攻擊與摧毀,在空中攔截來襲的導彈,支援地面軍事行動,并對敵方軍事行為進行偵查和監督,以完成各項軍事任務。

圖1 小型載人航天飛機
中國載人空間站即為中國空間站,是一個在軌組裝成的空間實驗室系統,預計在2020年完成建設任務,其空間站軌道高度達到400~450 km,其傾角為43°,設計壽命為10年,可長期駐留3人,總質量為60 t,以保證大規模空間應用效果。如圖2所示,中國空間站整體劃分為1個核心艙、2個實驗艙,由26個艙內載荷機柜裝載空間、67個中小型艙外載荷接口、3個艙外大型載荷掛點、1個擴展試驗平臺掛點等系統組成,具有強大的供電、信息、環熱控、機械臂等應用載荷支持能力。同時,該空間站在實際應用中與裝載大型巡天望遠鏡的光學艙在同一軌道飛行,對外觀察性較強,內部穩定,無論是空間技術還是微重力水平已達到國際先進水平,另外,該空間站以核心艙性能為主,配以相應的氣閘艙功能,具有極強的可操作性,支持航天員的長期訪問或是各種物資補給,為航天員的出艙活動提供基礎支持。

圖2 中國空間站結構框架
如圖2所示,中國空間站按照長期承載3人進行設計,核心艙與實驗艙均為密封加壓艙,其中核心艙前部有5個對接口,可以與神舟飛船進行對接,另外還有2個對接口備用,可以在軌運營10年以上,站上設氣閘艙用于人在太空出艙,配置機械臂用于輔助對接、補給、出艙和科學實驗。
事實上,中國空間站的開展工作能力較強,在實際運營中,可以根據應用需要加設艙段,擴大中國空間站的規模。在技術應用方面,選擇先進的控制技術、再生技術和能源技術,保證符合節能保準,為航天員的實驗與生活提供良好的物質條件,加強空間站的保障能力。為了節省長期運行的成本,必須著力于經濟性建設,用綠色技術和再生技術,促進空間站物資的循環利用,減少地面補給,進而發揮出空間站的軍事應用效益。
綜上所述,在空間站的發展中,蘇、美等國最先將空間站用于軍事領域,并使其具備偵察與監視功能、指揮與控制功能、攔截與摧毀功能、支援與保障功能,而我國也致力于中國空間站的建設,根據我國軍事需要,打造具備中國特色的空間站系統,引入先進的控制技術、再生技術和能源技術,滿足空間站的應用需要,并可適當進行空間站的加艙擴展,構建物資循環利用系統,以獲得最大的應用效益。
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2095-6835(2019)02-0146-02
V11
A
10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.146
〔編輯:王霞〕