美國防部發展導彈防禦天基感測器層的計劃簡析

經過多年研究，美國防部認為天基感測器是防禦中俄高超聲速武器的必要舉措，其最新發布的《導彈防禦評審》報告將「天基感測器層」列為能力發展重點之一。美國防部計劃加強對太空的利用，構建用於導彈防禦的「天基感測器層」。

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「天基感測器層」計劃

發展背景

當前，美國導彈防禦系統旨在應對朝鮮和伊朗的洲際彈道導彈，主要依賴地基和海基感測器跟蹤敵方導彈。比如，「天基紅外系統」（SBIRS）導彈預警衛星位於地球同步軌道和大橢圓軌道，可探測導彈發射；地面或海上雷達接收到SBIRS衛星預警信息後，在導彈飛行中段及之後繼續跟蹤目標；這些感測器將跟蹤數據傳輸到指揮中心，由操作人員指示攔截彈擊落目標。但是，中俄即將部署的高超聲速導彈具有高機動性，以不可預測的軌跡飛行，可以突破美國當前的防禦系統。對此，美國防部將「天基感測器層」視為必要的應對措施，以便從發射到飛行的整個過程跟蹤目標，並捕捉來自任何地點的任何導彈飛行軌跡。

相關計劃

負責研究與工程的副國防部長格里芬表示，「天基感測器層」將探測並跟蹤來襲導彈，還可作為一種戰爭工具來幫助摧毀目標。國防部將堅持推進該項目，在接下來幾年內開展相關試驗。對於敵人可能發射的導彈及其誘餌，格里芬稱，需要更近距離的探測，最佳方案是部署低軌衛星網路，衛星數量和軌道還有待決定。負責政策的副國防部長魯德表示，「天基感測器層」預計將在20年代中後期投入使用。相關研究也得到了國會的支持，《2019財年國防授權法》要求國防部完成導彈防禦天基感測器體系的規劃並開始研發，國會在2019財年為此增加撥款7300萬美元。特朗普在《導彈防禦評審》發布會上宣布，將在2020財年預算中為天基導彈防禦申請資金。

項目面臨的阻力

「天基感測器層」仍面臨巨大的技術障礙和政治阻力。過去幾十年，導彈防禦項目一直是預算剋星，包括SBIRS。眾議院新任民主黨領導層表示，將對導彈防禦系統的任何新增開支提出質疑，反對倉促採辦和部署未經驗證的導彈防禦系統。但格里芬認為，其成本將在合理範圍內。

項目管理

「天基感測器層」項目是否將歸屬於美國導彈防禦局尚不確定。目前，正在組建直接向格里芬彙報的太空發展局，以承擔「天基感測器層」之類的太空研發項目。代理國防部長沙納漢和格里芬認為，國防部的傳統採辦機構無法將私營部門的技術及時應用于軍事系統。「天基感測器層」可能是試驗新機構能力的機會。

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當前已開展的相關研發工作

天基感測器體系研究

美國導彈防禦局正在為天基感測器體系評估九項提案，今年將選擇其中三項提案進行6~9個月的進一步研究，後續研發工作尚需國會為2020財年提供撥款。當前所有工作都是在美空軍太空企業級聯盟管理的非傳統合同下完成，該聯盟於2017年成立，旨在吸引初創企業和商業公司，將新型太空技術引入國防項目。根據工業界消息，這九項提案大部分建議將感測器層部署在近地軌道，從而能更準確地識別難以探測的目標，如高超聲速滑翔器。

DARPA「黑傑克」項目

格里芬還支持推進DARPA「黑傑克」項目。DARPA計劃在未來2~3年內，向低地球軌道發射一個配備軍用有效載荷的試驗性小型商業衛星星座。該項目旨在改進商業太空技術用于軍事用途，其背後的理念是抓住商業太空創新，減少軍事系統的成本和開發時間。格里芬一直對美空軍高昂的衛星研發費用持強烈批評態度，認為「黑傑克」項目有望使國防部進入快速部署低成本太空系統的新時代。

DARPA表示，導彈預警可能是「黑傑克」衛星的潛在應用之一。如果項目取得成功，可以證明「天基感測器層」能以低於傳統軍事衛星的成本實現，同時，相比大多數國防部系統7~10年的生產周期，其生產周期只有1~2年。

此外，DARPA還為「黑傑克」項目設定了更宏偉的目標，計劃在軌演示驗證使用「智能」衛星自主收集、分析和傳播數據，甚至可能向攔截彈武器發送信息，這將大幅減少應對導彈攻擊所需的時間。

格里芬指出，需要進一步研究的問題之一是「天基感測器層」的「火控方法」。高超聲速導彈的飛行速度比彈道導彈快得多，因此數據延遲將是一個關鍵影響因素。DARPA尋求在「黑傑克」項目的下一階段解決此問題，開發名為「工頭」（Pit Boss）的自動控制單元，內含高速處理器，可進行在軌計算並管理與地面之間的通信。業內人士表示，該技術是真正的難題所在，「黑傑克」星載計算機將處理來自整個星座的數據，並自主識別地面上哪些武器可用來攔截目標。專家表示，對太空數據的星載自主處理和傳播，需突破新的技術障礙，至少在可預見的未來，這種技術不太可能用於「天基感測器層」。

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關於發展低軌感測器層的爭議

在低軌部署導彈防禦感測器的嘗試可追溯至上世紀90年代。當時，美空軍開始計劃在2006年發射「SBIRS低軌」星座，以補充「SBIRS高軌」系統提供的覆蓋範圍。2001年，「SBIRS低軌」項目轉移至美國導彈防禦局，更名為「太空跟蹤與監視系統」（STSS）項目。直到2009年，導彈防禦局才將諾斯羅普·格魯普公司建造的兩顆STSS衛星送入低地球軌道。但隨著成本不斷上升，美國防部放棄了「SBIRS低軌」項目組建24顆衛星星座的最初目標。後來，項目再度更名為「精確跟蹤太空系統」(PTSS)，計劃構建由9-12顆衛星組成的星座，用於探測和跟蹤飛行中的彈道導彈及彈頭，但最終因預算緊張在2013年正式終止。

目前，美空軍運行著「SBIRS高軌」星座，並已承諾投入至少30億美元開發名為「下一代高空持久紅外」(下一代OPIR)的後繼系統（將在地球同步軌道和極地軌道運行）。

國會可能關心的一個核心問題是，如何將SBIRS、下一代OPIR以及新的感測器層整合到一個更廣泛的導彈防禦體系中。比如國防部能否負擔得起這兩層系統？SBIRS或下一代OPIR能否提供更大的覆蓋範圍來應對高超聲速導彈？這將引發技術、政治和經濟方面的爭論。國防部必須讓批評者相信，新的感測器層不會是「SBIRS低軌」、STSS和PTSS項目的重演。支持在低地球軌道部署感測器的理由是，其能夠更清楚準確地進行探測，並且其建造和發射成本比價值數十億美元的SBIRS衛星更低。不過，一個潛在爭議點是，空軍已經資助的下一代OPIR衛星將配備更先進的感測器，可能使用數顆衛星就能完成在低地球軌道部署100顆衛星才能完成的任務。

來源：美國航天新聞網/圖片來自互聯網

軍事科學院軍事科學信息研究中心 馮雲皓

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