潘星夷
2020年7月3日,俄羅斯空天軍總司令蘇羅維金上將表示,俄將在2024年完成導彈預警衛星系統部署,系統建成后,俄能對全球范圍彈道導彈進行監測,可以提高俄軍在電磁干擾條件下的反導能力。
導彈預警系統通常由預警衛星和地面預警雷達組成。預警衛星負責導彈上升段的探測,預警雷達則承擔中段、再入段的探測和跟蹤,它們相互配合,用接力的方式對導彈進行探測和跟蹤,為最高決策層提供盡量長的預警時間,是實施核反擊作戰至關重要的法寶之一。俄目前已經建成了以“沃羅涅日”雷達為主的地面預警雷達網。早期導彈預警衛星系統則是在蘇聯時期建設的,到2015年已經全部失效。那么,俄導彈預警衛星系統的現狀如何?具備怎樣的能力和作用呢?
20世紀60年代,蘇聯開始建設包括導彈預警衛星在內的導彈預警系統,按組成分層、情報共享和情報搜集自動化的原則建設。系統的探測手段分為兩層,第一層是由預警衛星組成太空層,第二層是由地平線上和地平線外(超視距)的預警雷達組成地面層。第一層獲取和提供國外向蘇聯領土發射導彈的情報信息,第二層確認情報的真實性。
1970年代初期,蘇聯導彈預警系統太空層的研制工作取得實質性進展,開始進行第一代導彈預警衛星“眼睛”的飛行試驗,1982年12月交付軍方,擔負戰斗值班任務。該系統由若干顆大橢圓軌道衛星和1顆地球同步軌道衛星組成。大橢圓軌道衛星用于監視美國本土部分。初期階段衛星使用紅外探測器和電視攝像機,前者可晝夜監視導彈發射,后者在夜晚觀測地球。

“眼睛”是蘇聯第一代導彈預警衛星,主要用于監測陸基洲際彈道導彈的發射情況

俄“沃羅涅日”導彈預警雷達采用模塊化設計,探測距離6000千米,能同時跟蹤500個目標

“凍土帶”導彈預警衛星在軌運動示例圖

2017年5月25日,俄“聯盟”2.1B運載火箭從普列謝茨克航天發射場發射,將第二顆“凍土帶”導彈預警衛星送入太空?

俄“凍土帶”導彈預警衛星長度不超過5米,重量1500~4000千克,運行在大橢圓軌道上
但導彈預警衛星的紅外探測器和電視攝像機只能在黑暗的太空背景下探測導彈發動機尾焰的紅外輻射,也就是預警衛星在與導彈發射區保持一定角度情況下進行監視。預警衛星的計算系統不夠完善,存儲能力和功率都很有限,這樣的設計主要是避免因為地面、水和大氣層中存在的大量光源和熱源導致非正常啟動。例如,在進行第一代導彈預警衛星試驗時,就有一顆預警衛星將監視區內的一架正在飛行的圖-16轟炸機誤判為彈道導彈發射。
1990年代初期,蘇聯為第一代導彈預警衛星系統補充了幾顆地球同步軌道衛星,拓展了太空層的監視范圍,系統能監視所有來襲導彈的方向,包括從美國本土發射的陸基導彈和發射潛射導彈的海洋位置。新的地球同步軌道衛星命名為“眼睛”1,1991年開始部署,1996年正式列裝。到2014年,所有“眼睛”1衛星出現故障,僅剩2顆在軌,一天也只能工作3~12小時。2015年1月,最后2顆“眼睛”衛星也罷工,原因是衛星搭載的設備可靠性較低,原計劃的5~7年的服役期沒有實現。至此,俄導彈預警系統失去了太空層,僅有預警雷達這一種探測和跟蹤導彈襲擊的手段,這留給俄國家領導人做出核反擊作戰的決策時間大幅縮短。
在“眼睛”1衛星停止運行時,俄“能源”航天火箭公司和“彗星”航天專用系統公司已著手研制新的導彈預警衛星系統。其中“能源”公司研制航天運載平臺,“彗星”公司研制搭載專用設備的有效載荷模塊。另有其它公司機構參與項目。俄稱新建的導彈預警衛星系統為“統一航天系統”。2019年年底,在為外國駐俄使館武官舉行的吹風會上,俄軍總參謀長格拉西莫大將視頻演示了在建的“統一航天系統”,首次披露該系統名為“穹頂”。
“統一航天系統”的第一顆衛星原計劃在2014年底發射,被命名為14F142“凍土帶”,受多種原因限制,發射時間向后推遲了近一年。2015年11月17日,在普列謝茨克航天發射場,第一顆“凍土帶”衛星由“聯盟”2.1B運載火箭發射升空。此后,俄又分別于2017年5月、2019年9月和2020年5月發射3顆“凍土帶”衛星,在軌運行的導彈預警衛星總數達到4顆,滿足了執行任務的最低配置要求。目前,這4顆衛星在環繞地球的大橢圓軌道上運行,相互之間保持一定角度,可以對美國本土進行不間斷監視。
根據北美防空防天司令部的數據,這4顆衛星中的1顆(“宇宙”2546號)軌道參數為遠地點38500千米,近地點1600千米。也就是說,這顆衛星的運行軌道是一個大拉伸的橢圓,這樣分布的軌道可使衛星在某一段飛行時間“懸掛”在北半球上空,監視范圍覆蓋美國本土部分。
俄新的導彈預警系統至少需要9顆“凍土帶”衛星在軌運行,才能實現全部功能。這其中除了大橢圓軌道衛星,還需要地球同步軌道衛星。此外,還要有備份的衛星,在必要時替代故障衛星。因此,俄未來會繼續發射導彈預警衛星,計劃2022~2024年完成“統一航天系統”的部署。
目前,俄“統一航天系統”已有4顆導彈預警衛星在軌運行,具備了必要的工作能力。“凍土帶”衛星在太空進行戰斗值班,監測北半球的態勢,探測跟蹤美本土或者其它國家地區發射的彈道導彈和航天火箭,向地面指揮系統轉發這些信息,用來進行下一步的計算。衛星搭載了新型設備,除上述傳統的偵察情報任務外,還具備指揮戰略核力量的功能。
“凍土帶”衛星能快速準確地探測彈道導彈發射時發動機產生的尾焰,跟蹤導彈飛行的早期階段,判定發射導彈的類型,預報彈頭的落區。即用衛星自身搭載的計算設備進行計算后,將預警信息傳送給地面指揮所。
從格拉西莫大將介紹的內容判定,“凍土帶”衛星的主要傳感器是紅外望遠鏡。俄早期的導彈預警衛星也裝備有這類望遠鏡,其靈敏度較高,可在地表和云層背景下記錄跟蹤發射的彈道導彈尾焰,導彈類型也是依據尾焰的類型來判定。“統一航天系統”為俄國家領導人提供向俄領土發射導彈的情報支持,增加了其做出實施核還擊-迎擊作戰決定的時間。

“凍土帶”衛星裝備有戰斗指揮系統。借助這些衛星導彈預警系統和攔截系統,可以交換信息和命令,包括運用武器的命令。
和平時期,“凍土帶”衛星能夠監視俄本國和外國的航天運載火箭發射、彈道導彈及戰役戰術導彈的試驗發射。美國的X-37B軌道試驗飛行器也可能會成為“統一航天系統”的監視目標。美國在今年發射了運送載人“龍”號飛船的“獵鷹”9號運載火箭。“凍土帶”衛星可能對發射全程進行了跟蹤,判定了發動機“尾焰”的基本外形并錄入攜載的信息指揮系統中。
2020年6月2日,俄總統普京批準的《俄聯邦國家核遏制基本政策》闡明了俄運用核武器的條件之一,就是收到敵方向俄或者俄盟友領土發射彈道導彈的可靠信息即可運用“還擊-迎擊”核打擊戰略。
“還擊-迎擊”核打擊僅用于應對敵方運用核武器對本國或者盟友發動的攻擊。也就是說蘇聯和俄羅斯不實施先發制人的核打擊,不會先敵發射陸基和潛射彈道導彈。在這個概念中有一個關鍵詞——“迎擊”,意思是在敵方已發射第一波進攻彈道導彈,但彈頭還沒有飛抵俄/蘇或者盟友領土上空時,就會實施對敵核反擊作戰。俄導彈預警系統的任務就是探測并確認敵方實施核攻擊或者全球高精武器打擊這一事實。
目前,由“沃羅涅日”雷達組成的導彈預警系統已經運行,可以探測距離6000千米的來襲彈道導彈,探測范圍覆蓋俄邊境所有被導彈襲擊的危險方向。同時,俄還在部署“集裝箱”型超視距雷達,該雷達能探測到距離俄邊境2000~3000千米左右的氣動目標,包括巡航導彈、高超音速飛行器和密集起飛的飛機。超視距雷達也稱超地平線雷達,工作原理是利用電離層的反射特性,使電磁波在電離層和地面之間多次反射傳播,是一種不受地球曲面限制,能探測空中和海上目標的地面雷達。俄還繼續將“共振”系列機動型雷達投入戰斗值班。“共振”雷達可監視俄羅斯北極地區,能探測到1000千米之外的巡航導彈和無人機。

俄“共振”機動雷達可探測隱身巡航導彈和高超聲速目標,能自動與其它雷達交換目標探測數據

“集裝箱”超視距雷達的天線陣列。首部該型雷達部署在俄莫爾多維亞共和國西部,2019年12月正式擔負戰斗值班任務
但它們留給導彈預警系統的地面層判定態勢,以及國家領導人定下實施核“還擊-迎擊”決心的時間極其有限。在實戰條件下,導彈預警系統僅有地面層會導致一種情況出現,即敵方導彈彈頭已經開始打擊目標時,才能進行核反擊作戰。如果在擁有導彈預警系統的太空層后,分析態勢和做出決定的時間將會成倍增加。
從字面意義上來講,導彈預警系統不會保衛國家,它僅僅是一個偵察情報系統。但一旦敵方知道導彈預警系統存在,會成為核遏制的重要因素。而核“還擊-迎擊”也有巨大的威懾力,正如普京總統在2019年10月“瓦爾代”國際辯論俱樂部會議中發言所講,完善導彈預警衛星將會降低核大國之間爆發沖突的可能性。