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决胜太空,空间态势感知很重要

时间:2017年07月14日 信息来源:中国军网 点击: 【字体:

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日前,美国进行了首次洲际弹道导弹拦截测试,所使用的拦截导弹在外层空间通过直接撞击方式,摧毁了模拟“来袭”的洲际弹道导弹。其实,要想成功实现导弹拦截,知道来袭之敌究竟身处何处才是反击的关键。从某种意义上讲,除正常工作的卫星和近地空间的各类行星、彗星以及空间碎片外,经过太空的弹道导弹同样是空间态势感知的重要目标。


随着越来越多的国家拥有进入太空和利用太空的战略实力,宇宙空间这一战略新高地正在成为各军事大国竞相追逐的目标。以美国为首的军事大国正积极开展空间态势感知能力建设,以此为基础引发的空间安全博弈势必成为未来军事对抗的前沿。空间态势感知主要包括对空间目标的探测、跟踪、识别以及对空间事件的评估、核实与环境监测预报,是应对空间威胁、确保空间安全的重要基石。唯有具备较强的空间态势感知能力,才能确保后续空间攻防行动有效展开。


从窥视太空到感知空间


在感知空间之前,人们对于空间态势的了解还只停留在“窥视”阶段。美国空军于1956年以“贝克·纳恩”光学卫星追踪照相机为起点,开启了美军对空间目标的监视。经过几十年的发展,美军已经建成一个以地面雷达为主、配合少量天基设施的空间监视网。


针对现有地面系统的覆盖盲区和观测误差等不足,为尽快破解“坐地观天”的空间监视模式,美国从上个世纪九十年代开始,就实施了包括“中段空间试验卫星”“空间试验卫星系统”在内的多项空间目标监视卫星项目。其中,“中段空间试验卫星”项目通过对导弹飞行中段的跟踪预警,为提升美军的空间态势感知能力立下了“汗马功劳”。此外,美国空军研制的“天基红外系统”和“空间跟踪与监视系统”尽管都是为实现导弹防御而生,但同样具有很强的天基空间监视能力。


在此基础上,美国深感空间安全形势的“波谲云诡”,进一步提出了空间态势感知系统的概念,并将其作为保障空间安全、保持空间军事优势的重要基石。早在2001年,美国就启动了空间态势感知计划,并于2002年成立空间态势感知综合办公室,从国家层面研究空间态势感知的具体需求,建设和评估空间态势感知体系。


此后,美国空军加速整合空间态势感知网络,并于2007年启动了一体化空间态势感知计划,旨在通过构建空间态势感知体系,集成包括火箭发射探测跟踪、航天器监视跟踪以及空间环境监测等任务集群,形成面向空间对抗作战的全谱和实时空间态势感知能力。2014年,美国空军进一步推进“联合太空运行中心任务系统”建设,实现了对空间态势感知的综合集成,最终为现代化的空间态势感知提供了强劲的作战能力。


织起缜密的太空态势感知网


美国作为空间态势感知领域的“领头羊”,目前已经具备对空间内多种目标的态势感知能力,其低轨目标分辨率可达5cm、静止轨道目标分辨率可达50cm,能跟踪所有在轨卫星和直径数厘米以上的空间碎片,对所有在轨工作空间飞行器可谓“了如指掌”。


当然,要想真正织起一个“缜密”的太空态势感知网并非一日之功。美国现有的空间监视作战体系是冷战时期遗留的产物,主要用于满足国家战略层面的信息需求。基于空间态势感知的重要性和复杂性,美军逐步形成了以军方与情报界为主要建设力量,其他民间商业机构为补充的军民融合式建设格局。尤其是通过美国空军主管的空间监视网与导弹防御局、情报部门用于空间监视的多种探测器有机整合,将空间态势感知能力建设推上了高速发展的“快车道”。


目前,美军的空间态势感知系统主要由陆基和天基探测设备组成,重点完善了由陆、海、空、天各类传感器组成的服务于空间态势感知的全方位体系。其中,美国空军精心构筑的“太空篱笆”项目是新型陆基相控阵雷达系统,将取代日益老化的空间监视系统,通过提升工作频率来扩大探测覆盖范围,以实现对更小轨道目标的追踪与感知。为有效应对空间感知的海量数据处理,美军研发了“联合空间作战中心任务系统”,它能实现各类传感数据的有效整合,同时还能为空间态势感知和空间作战部队的指挥控制提供数据可视化的实时态势信息。


构筑战略博弈军事新高地


自1957年苏联发射第一颗人造地球卫星开始,太空这个曾经的“不毛之地”逐渐成为国际战略博弈的新高地。随着美国在空间态势感知领域的能力不断提升,预计到2020年,美国在全球的空间感知盲区将显著缩小,并将大幅提高对深空微小目标的探测、跟踪与识别水平,甚至具备空间广域威胁告警与评估能力。


未来,其空间监视系统对低轨空间目标的探测和定位精度将分别提高到1厘米和10米,空间碰撞预测的准确率将提高到99%,甚至在茫茫太空“连一粒尘埃都不放过”。尽管如此,空间所包含的范围庞大、目标繁多,人类在浩渺的宇宙空间中依旧显得渺小。目前已知空间内存在的物体数量可达50多万个,而实力最强的美军也仅能对其中的2万多个空间目标进行跟踪和编目。


当然,在空间态势感知领域,俄罗斯等太空军事强国也不甘落后。俄罗斯目前基本沿用部署于前苏联时期的太空监视系统,通过弹道导弹预警系统的建设发展而来,已经具备近地轨道10厘米以上空间目标感知能力。未来将重点增强微小目标探测和空间目标特性分析能力,以便从复杂空间背景中识别判定卫星与导弹,为空间攻防提供强力支撑。同时,英国、法国等欧洲国家都拥有各自独立的空间目标监视系统,但由于缺乏整体规划尚未联网运行,空间覆盖范围上存在较大缺口,主要还是依赖美国的空间监视网获取相关信息。


近年来,为支持空间态势感知系统的研制部署,美国明显增加了在该领域的投入,2016-2020年美国国防部的空间态势感知领域预算共约18亿美元。这些资金将重点发展具有全天时、全天候探测优势的天基系统,进一步提升美军的全维空间态势感知能力。美国国防部高级研究计划局正在实施“轨道展望”计划,旨在通过来自政府、军方、商业组织和研究单位的数据整合,实现空间监视数据的全面高效利用,并最终生成准确实时的空间态势图。


(作者:许敏 陈晨)
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