中国反卫星武器cf还有什么英雄武器新科技在发展

反卫星武器
Anti-satellite weapon,ASAT
提出国家:
提出时间:
主要类型:
反卫星导弹、反卫星卫星
反卫星武器 -
美国ABL空基飞机共轨式反卫星武器是射入目标卫星的轨道,对其进行追踪,然后利用动能或核爆炸将其摧毁。直接上升式反卫星武器不进入目标卫星的轨道,而只是当目标星经过上空时,对其进行瞄准攻击。定向能武器,如激光器和大功率微波束等,能够将卫星彻底摧毁或通过辐射其敏感电子元件使其失效。电磁干扰则可以使卫星和地面站之间无法进行通信。美国和俄罗斯在不同时期都对这4种方式的可行性进行过研究或试验,并且还考虑过对发射场控制中心和用户地面站进行物理、电子和信息攻击的可能性。反卫星武器技术并不只是美国和俄罗斯拥有,许多国家都掌握了相关的技术。一种办法就是建造一个大功率干扰机或者使用重型工业激光器对低地轨道卫星的光学器件和水平线传感器进行攻击。另外一种办法就是利用现有的运载火箭和导弹建造直接上升式反卫星武器,如、和等国拥有比较成熟的相关技术,一般可能采用这种方式。但这并不等于说建造和部署直接上升式反卫星武器是一件容易的事情。低地轨道卫星在数百公里高的轨道上运行,速度高达7.5公里/秒,要想击中它,必须要完成三项任务:发现并跟踪卫星,接近卫星,然后将其破坏或摧毁。&
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日,将世界上第一颗人造地球卫星“”(Sputnik)送入轨道,这次发射成功在政治、军事、科技领域带来了新的发展,标志着人类航天时代的来临,也直接导致了和苏联的航天竞赛。在此之后,各主要军事大国都意识到航天技术在军事方面应用的潜力,积极发展自己的,借以推动本国空间军事力量的发展。卫星军事应用通常被划分为卫星战场侦察监视、卫星通信和卫星导航定位。从,到,再到和伊拉克战争,军用卫星不断显示出其重要地位。但是,由于受到自身重量和轨道的限制,卫星本身就是一个易受攻击的目标。 早在1967年1月,为了和平利用太空,世界各国在签订了号称“太空宪法”的《太空条约》(OST)。该条约迄今仍是唯一专门对太空进行军备控制的条约。条约规定:“所有签约国家均不得以任何方式在绕上、天体外及外层空间放置或部署携有核武器或任何其它大规模杀伤性武器的物体。”条约还规定:“每个向外层空间发射物体的国家应在国际上对其它签约国在外层空间物体的损伤负责……如果某一缔约方有足够理由相信其计划中的行为或实验有可能对其它缔约方的行为造成危害,则应在实施该行为或实验前进行适当的国际协商。” 联合国大会已就外层空间的和平利用通过了多项决议,其中1982年8月的第36/192号决议最为典型。它规定:“太空应被用于和平目的,在太空中采取的行动应有益于全人类……发射人造卫星时应遵循的规定,人造卫星应被用来促进和平、稳定和国际合作……所有缔约国家均应致力于达到阻止在外层空间发生一场军备竞赛的目标,并制止任何有悖于此目标的行动。” 而实际上,由于对大量概念缺乏明确的定义及难以进行举证,《太空条约》和联合国相关决议的内容难以落实。比如外层空间的起止范围未被界定、“近地轨道”没有达成共识的定义、各国出于保密的考虑并不报导每颗卫星的作用或某颗卫星是否仍在运转等等。 众所周知,运行中的卫星可按照用途分为六大类:气象、通讯、导航、监视(包括情报、地面信息资源搜集和侦察)、军事预警和科研。很难给这六种卫星设定一条明确的区分界线,因为有些卫星可能身兼两重乃至三重用途,且各国在发射时也不会公布该卫星的所有作用。不幸的是,如果各国决定在太空部署核弹头,那么就会出现第七类卫星。这些卫星表面上可能会被宣称执行其它任务,但它们将一直呆在轨道上,待到危机发生时便可脱离轨道,对地球上的某个目标发动攻击。
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反卫星卫星“反卫星卫星”是一种具有轨道推进器跟踪与识别装置以及杀伤战斗部的卫星,能接近与识别敌方的间谍卫星,并通过自身的爆炸产生的大量碎片将其破坏击毁。1971年,苏联从丘拉坦火箭基地发射了“宇宙-462号”卫星,它的运行速度极快,几个小时便赶上了4天前就送入250公里高空轨道的“宇宙-459号”卫星。这时,“宇宙-462号”突然自行爆炸成了13块碎片,将“宇宙-459号”卫星撞毁。美国航天专家通过大量资料分析,证明这是苏联进行的一次“反卫星卫星”试验。这颗“宇宙-462号”卫星便是一颗高空“凶手卫星”。苏联到1977年底,就已经发射了27颗“反卫星卫星”,其中有7次成功地“截击”了供试验的目标卫星。目前苏联拥有的“反卫星卫星”一般长约4.6~6米,直径1.5米,重达2.5吨,带有5台轨道机动发动机,用雷达或红外制导系统,可以接近到距离目标卫星30米内的有效摧毁范围。反卫星导弹美国为了打破苏联反卫星武器的垄断领先地位,也不惜耗费巨资和众多人力来研制发展各种反卫星武器,主要的就是“反卫星导弹”。1984年夏天,美国陆军从太平洋贾林岛试验场发射了一枚截击导弹,成功地摧毁了从范登堡空军基地发射的一枚“民兵”式洲际导弹。这一次试验表明,美国已经具有在外层空间击毁敌方间谍卫星的攻击能力。美国空军拥有的“小型反卫星导弹”长5.4米,直径0.5米,全弹重1136公斤,装备有红外探测器、激光陀螺、信息处理机和机动火箭发动机。把它携带在美国目前爬升性最佳的F—15“鹰”式战斗机的腹部,在15~21公里高空向太空中的目标卫星进行攻击。在发射后,它的弹头上的8个红外探测器便自动跟踪目标,同时加速飞行,最高时速可达到3~12公里/秒,用高速撞击卫星,将其彻底摧毁。它的优点是灵活机动,反应迅速,生存能力强,命中精度高,造价便宜,可在接到命令后1小时之内完成截击敌方卫星的任务,其最大作战高度达到1000公里。自从苏联于日发射人类第一颗人造地球卫星之后,到1982年为止,多少世纪以来一直孤孤单单绕地球飞行的月球身边,在短短的25年间,竟增添出现了2019颗人造“新月”,其中照相侦察卫星815颗;电子侦察卫星211颗;海洋监视卫星59颗;预警卫星53颗;反导弹报警卫星10颗;导弹卫星108颗;气象卫星138颗;测地卫星40颗;轨道轰炸卫星17颗;拦截卫星35颗等。苏美两国通地频繁地研制发射卫星,对全球进行全方位和全天候的间谍侦察。苏联自夸它的间谍卫星可以清晰地拍下悬崖峭壁上灌木丛上的叶子,美国则自吹它的间谍卫星可以看到莫斯科红场上的汽车牌号以及非洲丛林中士兵的胡子楂。197l年,苏联发射了世界上第一个航天站“礼炮号”,在太空上建立了载人军事基地,1978年又实现了“礼炮号”与“联盟号”宇宙飞船复合对接。这样便使得人类能够在外层空间不运用仪器而是用具有生命的人对地球进行各方面的侦察监视。美国也不甘示弱,在加利福尼亚州森尼维尔快车道附近的一幢3层无窗蓝色水泥的大楼里,建立了人类历史上第一支“航天师”的作战指挥中心。这支航天部队的主要任务就是在苏美两国爆发战争时,运用各种当代最先进的武器摧毁敌方的间谍卫星。1985年,美国又计划建立一个以太空为基地,以定向能武器(如激光武器、粒子束武器和微波武器)为它的多层次反弹道系统,把弹道导弹摧毁于外层空间,并“顺手牵羊”地摧毁各种航天间谍器。这个计划也叫做“星球大战”。苏美两国在外层空间的“天门阵”现在已经摆开,沉寂了多少亿年的太空已经不再平静了,它充满了形形色色的、光怪陆离的“间谍”(卫星),又暗中潜伏了许许多多“暗杀凶手”(反卫星武器)。随着科学技术的发展,“天门阵”的争夺战也将越来越趋于激烈。其他分类反卫星武器形形色色,按照设置场所的不同,可分为地基、机载与天基反卫星武器三种,分别设置在地球(陆地或舰船)、飞机、空间轨道或航天器上。按其杀伤手段,可归纳为核导弹反卫星武器、动能反卫星武器、定向能卫星武器、反卫星卫星等几种类型。其中,核导弹反卫星武器的作用机制主要是利用核弹头在目标航天器附近爆炸产生强烈的热辐射、核辐射和电磁脉冲等效应,将对方的结构部件与电子设备毁坏,致使其丧失工作能力。它的作用距离远,杀伤半径大,在武器本身的制导精度较差的情况下仍然能达到破坏目标的效果,是早期反卫星武器的主要杀伤手段。但是,它也有明显弱点。由于准确度低,附加破坏效应大,核导弹反卫星武器容易给己方卫星造成威胁,而且一旦使用,就有引发核战的危险,所以后来基本被放弃。各国现有或者正在发展中的反卫星武器主要以动能和定向能反卫星武器为主。其中,核导弹反卫星武器的作用机制主要是利用核弹头在目标航天器附近爆炸产生强烈的、和等效应,将对方的结构部件与电子设备毁坏,致使其丧失工作能力。它的作用距离远,杀伤半径大,在武器本身的制导精度较差的情况下仍然能达到破坏目标的效果,是早期反卫星武器的主要杀伤手段。但是,它也有明显弱点。由于准确度低,附加破坏效应大,核导弹反卫星武器容易给己方卫星造成威胁,而且一旦使用,就有引发核战的危险,所以后来基本被放弃。各国现有或者正在发展中的反卫星武器主要以动能和定向能反卫星武器为主。
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发现目标发现和跟踪一颗卫星并不需要多大的投资,据分析,只要有几千美元、有一定的专业知识和一些时间就足矣。
只要采用合适的跟踪软件,根据精确的轨道要素,观测者就可以预测某颗卫星的轨迹和时间表。一些跟踪软件和卫星的轨道要素都可以从因特网上得到,即使是美国的间谍卫星也不例外。有的业余爱好者只用双目望远镜和秒表就可以对美国的秘密卫星进行跟踪。有的人花上1美元就可以组装一个卫星跟踪系统,利用高倍望远镜跟踪500公里外以7.5公里/秒的速度运行的小目标。美国波士顿的一名天文学家曾为美国国家侦察办公室进行演示,成功地跟踪了美国的长曲棍球秘密卫星,把观看他演示的人惊得目瞪口呆。1996年美国在范登堡空军基地进行了一次代号为USA129的秘密发射。在发射前,业余天文学家网就计算出了大力神4火箭的飞行弹道。在发射后几天之内,澳大利亚的业余爱好者就捕获了卫星并推出了其轨道要素。在北半球,随着观测条件的改善,瑞典的业余爱好者锁定卫星并进一步确定了其踪迹。这是第一颗由业余爱好者从发射后进行连续跟踪的极轨卫星。随着因特网的日益普及,只要简单地下载免费的卫星跟踪包,通过众多的因特网站点输入卫星的轨道要素,一个国家就会拥有初步的卫星跟踪能力。如果再配以适当的望远镜等设备,发现和跟踪卫星应当是一件轻而易举之事。命中目标对直接上升式反卫星武器运载器的基本要求就是它必须能够到达目标卫星。不过,需要指出的是,它无需进入轨道,而只是到达目标的高度。也就是说,直接上升式运载器比把同样质量的物体送入轨道的运载器要小得多而且便宜得多。反卫星武器运载器的可选方案之一就是弹道导弹。众所周知,弹道导弹技术已在世界范围内广为扩散,像朝鲜、伊拉克和伊朗这些国家都有了国产弹道导弹。
地面距离和最大高度之间的关系是很复杂的。弹道倾角、有效载荷质量、大气的影响乃至多个火箭级使这一问题更加复杂。此外,直接上升式反卫星武器可能装有可进行机动的杀伤飞行器作为其末级,进一步影响了距离-高度关系。据称,以最佳倾角发射的单级导弹所到达的最大高度大致是其最大射程的三分之一到二分之一。
根据这一法则,射程900公里的弹道导弹能到达的最大高度为300到450公里。这一高度虽进入外,但比大多数低地轨道卫星的高度要低。要达到800公里的高度,单级导弹的射程至少要达到1600公里。目前,朝鲜和伊朗正在研制这一级别的导弹。
另一种直接上升式反卫星武器的运载器方案是科学探空火箭。科学探空火箭一般发射到空间的边缘进行科学实验,许多国家都保持有探空火箭计划。例如,NASA每年要发射约30枚探空火箭。这些火箭小到只有2米的超阿卡斯,大到19米的黑雁7。黑雁7能将140公斤的有效载荷送入1500公里的高度或将300公斤的有效载荷送入800公里的高度。巴西的探空-4探空火箭可以将500公斤的有效载荷送入650公里的高度,印度的罗希尼可以将100公斤的有效载荷送入350公里的高度。与轨道运载器相比,探空火箭造价低而且容易制造。
研制直接上升式反卫星武器的主要问题并不是把武器送入空间,而是使其接近目标。为了用弹丸式弹头杀伤卫星,拦截器应到达距目标不到100米的位置。考虑到卫星的速度,反卫星武器的制导系统和杀伤飞行器是研制中面临的巨大挑战。
前苏联的反卫星武器采用的是雷达和光学制导方式,而美国的ASM-135反卫星武器采用的是红外导引头和激光陀螺。这几种方式都是有效的。其它方式,如从地面跟踪站进行指令制导,同样可以使用。实际上,最早的洲际弹道导弹使用的就是无线电指令制导。
建造直接上升式反卫星武器面临的另一个主要问题是能在地球大气层之外进行机动的杀伤飞行器。这就需要将大多数导弹上的气动控制尾翼更换成反推控制系统。推力矢量控制是反推控制方式,小型的侧面燃烧火箭发动机也是一种反推控制方式。近年来,已经研制出了几种采用反推机动系统的先进导弹,如美国的增程拦截器(ERINT)面空导弹。ERINT的中部装有180台微型固体火箭发动机;美国的战区高空区防系统(THAAD)反战术弹道导弹也采用了反推控制技术。据报道俄罗斯的SA-10面空导弹也正在考虑进行这方面的控制改进。杀伤目标为了弥补制导和控制系统的不足,可以选用大面积弹头,如核弹头和人工碎片带。在空间,核弹头不像在大气层内产生爆破或热效应,但是它所形成的X射线能产生多种破坏效应,可以在数十公里的距离上杀伤卫星。另外,如果在合适的高度爆炸,即使是当量不太大的单个核弹,也会使内范·艾伦带增强,足以使没有加固的卫星在几天或几个月内失灵。卫星可能通过加固来对抗核效应,但费用和重量的权衡是很严格的。大多数商业卫星经营者没有选择进行辐射加固。
美国的科学家认为,当量为5万吨的核武器在100公里以上的高度爆炸,将使大量的低地轨道卫星失灵。爆炸产生的电子会迅速弥漫到整个低地轨道空间,大多数低地轨道卫星都会与这些电子碰撞。
这种攻击可以对进攻者带来许多益处。首先,它只需要相对较低的技术,不用多级运载器或精确的制导,一枚改进型飞毛腿导弹和小型核装置就足够了。这种攻击方式至少不会直接击中城市或造成人员伤亡。第二,某个国家可以借口进行试验,而在其自己的领土上空引爆核武器,无意对任何卫星造成破坏。第三,采取这种进攻的一方总是利大于弊,如美国对低地轨道卫星的依赖性比朝鲜或伊拉克要大得多。
人工碎片云是另一种可能采用的面杀伤机制。因为在空间运动的物体,即使是很小的物体,也具有很高的速度和动能。在轨道上,几枚小钉子就能摧毁一颗卫星,将数千枚钉子准确地发射到低地轨道,理论上讲,可以把多种军事和间谍卫星毁掉。关键是把足够的钉子发射到与卫星轨迹交叉的轨道平面上的适当的高度。到底有多少这样的碎片才能构成真正的威胁,还是一个值得探讨的问题。一些专家则认为,如果卫星能够进行机动的话,人工碎片根本不会构成威胁。
人工碎片方法在技术上讲是可行的,但在使用上有很多制约。为了杀伤目标,在轨运动的物体必须有比目标高的速度。在进行轨道拦截时,需要把碎片放入交叉轨道平面或反向旋转的轨道。而后一种方式尤其难以实现。一种比较简单的方法就是使碎片沿着惯性飞行弹道进入卫星的轨迹。在这种情况下,关键是碎片云的尺寸和分布、接近速度以及(如果卫星能机动时)预警时间。碎片云在短时间内具有很大的威胁,然后就消失在背景噪声中。
可以对卫星进行防护来对付碎片。国际空间站就装有防护装置,可以防护直径1厘米的物体的碰撞。此外,物体是否能杀伤指定的卫星,很大程度上依赖卫星的结构和物体碰撞的部位。曾有一个小物体穿入了在轨运行的哈勃空间望远镜的高增益天线,但并没有影响该天线的性能。实际上,NASA也是在航天飞机执行任务中目视检查哈勃望远镜时,才发现了这次碰撞。&
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美国国空基激光武器飞机进行立体空间作战示意图美国反卫星武器历经了从简到繁、从低级到高级的发展过程。从前苏联发射第一颗人造卫星起,美国陆海空三军先后研制和试验了采用核弹头、动能拦截弹头的共轨式、直接上升式反卫星武器和激光反卫星武器,共进行了30多次试验。从20世纪50年代到70年代中期主要以试验为主。在这一时期,美国的防御重点是解决反弹道导弹问题,因此立足于建立反弹道导弹系统。与此同时,美国也利用已有的反导系统进行反卫星技术途径探索,并做了一些反卫星技术试验。 1976年,美空军开始发展空中发射的直接上升式动能反卫星武器系统,并在1985年进行了首次的飞行试验,成功地拦截了一颗报废的实验卫星。该计划由于美苏的限制军备谈判而于1988年终止。 1989年,美国开始重点发展地基直接上升式动能反卫星武器系统。反卫星导弹的动能杀伤拦截器于1994年成功地进行了地面捷联试验,并于1997年8月进行了首次悬浮飞行试验。 1996年美国开始了一种新型反卫星武器的试验。这种反卫星导弹从地面发射,在与卫星遭遇时,以一张巨大的聚酯板拍打卫星,使卫星内部的仪器失灵,而卫星仍保持完整的外形,从而可以减少空间碎片。 除动能武器外,美国也在积极发展定向能武器。1997年10月,美国陆军首次使用中红外先进化学激光器在的白沙导弹试验场进行了摧毁在轨卫星的试验。另外,天基激光武器从1992年以来也进行多次试验,技术上已达到了武器要求水平。2000年,美国国防部拨款1亿美元试验一种从太空攻击导弹或其它飞行目标的高能激光武器。同时,地基激光反卫星武器可能在2005年初开始部署,具有对1500km以下的中低轨道卫星进行干扰和毁伤的作战能力。另外,美国从20世纪90年代后期起也加紧了对高能微波武器的研制。 据不完全估算,今后20年美国对太空武器装备研究的投资将至少达到亿美元。其中,远期武器计划发展经费约800~1100亿美元,近期计划发展经费约为500~600亿美元。2002财年,美国太空武器装备的发展预算超过50亿美元,其中地基中段导弹防御系统的经费为33亿美元。 美国实现反卫星作战的技术途径主要有:核能反卫星、卫星反卫星、动能武器反卫星、定向能武器反卫星和反卫星。一、核能反卫星核能反卫星是通过核装置在目标卫星附近爆炸产生强烈的热、核辐射和电磁脉冲等效应,毁坏卫星的结构部件与电子设备,从而使其丧失工作能力。由于核能反卫星武器的作用距离远,破坏范围大,在制导精度较差的情况下仍能达到破坏目标的战斗目的,因此被用作反卫星武器最早期的杀伤手段。例如,美国20世纪60年代研制的第一代“雷神”反卫星导弹就带有核弹头。但由于核能反卫星武器的附加破坏效应大,因此没有继续使用。 二、卫星反卫星卫星反卫星武器实际上就是一种带有爆破装置的卫星。它在与目标卫星相同的轨道上利用自身携带的红外寻的探测装置跟踪目标,然后靠近目标卫星,在距离目标数十米之内将载有高能炸药的战斗部引爆,产生大量碎片来击毁目标。卫星反卫星作战方式有两种:共轨和快速上升攻击。共轨攻击就是运载火箭将反卫星卫星射入与目标卫星的轨道平面和轨道高度均相近的轨道上,然后通过机动,逐渐接近目标,一般需要若干圈轨道飞行之后才能完成攻击任务。快速上升攻击就是先把反卫星卫星射入与目标卫星的轨道平面相同而高度较低的轨道,然后机动快速上升去接近并攻击目标。这种方式可在第一圈轨道内就完成拦截目标的任务。 三、动能武器反卫星动能武器反卫星是通过高速运动物体来杀伤目标卫星。动能反卫星武器通常利用火箭推进或电磁力驱动的方式把弹头加速到很高的速度,并通过直接碰撞击毁目标,也可以通过弹头携带的高能爆破装置在目标附近爆炸产生密集的金属碎片或霰弹击毁目标。动能反卫星武器要求高度精确的制导技术,例如F-15战斗机发射的反卫星导弹就必须直接命中目标。动能反卫星武器可以部署在地面、舰船、飞机甚至航天器上。目前美国正在大力发展这种技术。 四、定向能武器反卫星定向能反卫星武器通过从地面、空中或太空平台上发射高能、粒子束或大功率微波射束,破坏目标卫星的结构或敏感元件。利用定向能杀伤手段摧毁空间目标具有速度快、攻击空域广的特点,但技术难度较大。美国陆军在激光反卫星武器方面主要是研制“自由电子激光器”和“中红外先进化学激光器”。前者输出功率高,能摧毁中高轨道卫星,是激光反卫星武器的首选;后者输出功率有限,且波长长,主要用于干扰卫星正常工作和研究试验。 五、航天飞机反卫星随着科技的进步,载人航天兵器将进入外,航天飞机和空间站也可以作为反卫星武器。航天飞机可以飞向目标卫星,向其开火或将其抓获。1984年和1992年美国航天飞机在轨道上修理和回收卫星的实践表明,航天飞机既能用来在轨道上捕捉、破坏目标卫星,又能装备反卫星武器。美国准备建立一支配有各种武器的航天机队,作为太空行之有效的作战力量。 美国国家导弹防御系统的反卫星能力由于国际上反对太空军事化的呼声越来越高,美国国防部目前表面上并没有将反卫星武器置于优先发展地位,但在战区导弹和国家导弹防御系统的发展方面却一直给予了极大的政策和资金扶持。实际上,当前正在发展的导弹防御系统可用作十分有效的反卫星武器。 一、地基中段防御系统美国陆基中程拦截导弹发射美国计划于2004年底在中部建成五个地基中段导弹防御拦截器。这些拦截器将利用三级火箭将战斗部运入太空,用来在大气层外拦截来袭的弹道导弹。战斗部自身带有机动燃料及光学、红外探测系统,用于跟踪寻的,并通过直接碰撞杀伤目标。这些拦截器可作为十分有效的反卫星武器。 预计地基拦截器的末段速度为7~8km/s。如果垂直发射,拦截器可以把战斗部运到大约6000km的高度,而一般低轨道卫星的运行高度不到1200km,因此若用它拦截低轨道卫星,其射击区域可达数千公里的范围,从而能够攻击大多数通过美国本土上空的低轨道卫星。 当前还不清楚早期部署的拦截系统将使用何种地基探测设备,但美国拥有众多的太空跟踪设备,通过连续跟踪可提供卫星在任一时刻的大致位置。战斗部的探测装置根据光、热探测飞行中段的导弹弹头,也能够用来探测卫星。其探测范围由于众多因素的影响会有所不同,在近期的试验中,探测范围大约在几百公里,因此可以认为对卫星的探测范围也会在数百公里。另外,在这两种情况下战斗部和目标的接近速度也十分相似:低轨道卫星根据轨道高度以7?3~7?8km/s的速度在轨道上运行,而的最大速度大约为7?2km/s。如果对地基中段防御系统另外增加一些拦截器和探测设备,还可以增强其反卫星能力。 二、宙斯盾-轻型外大气层射弹系统美国正在发展的海基导弹防御系统主要用来对付来自海上弹道导弹的威胁。该系统前不久仍被称为海军全战区导弹防御系统,现在作为海基中段防御系统的一部分,正基于先前的规划重新构造。即将装备的宙斯盾-轻型外大气层射弹系统用来拦截射程在km的弹道导弹。其拦截器采用“标准”防空导弹。该导弹头部安装了轻型外射弹战斗部,用来寻的来袭的导弹弹头,并通过直接碰撞将其摧毁。据报道,该系统的末段速度为3km/s,垂直发射时战斗部可到达400~500km的高度,因此可用作反卫星武器来攻击这一高度范围的卫星。由于拦截器可以机动,该系统实际上具有对该高度范围内卫星的全球覆盖攻击能力。不过,这一高度范围内的卫星数量相对较少,只有一些成像卫星、军事通信卫星以及椭圆轨道电子侦察卫星。 三、机载激光器系统机载激光器系统是由一架载有大功率化学激光器和射束指挥仪的波音747飞机改制而成。射束指挥仪用来瞄准目标,以便能够跟踪推进阶段飞行的导弹。机载激光器通过长时间照射,使目标导弹弹体受热破坏,从而使导弹在到达目标之前坠落。按计划于2004年底进行激光武器中功率拦截近程弹道导弹的试验。 如果机载激光器能够完成反导任务,那么它也将能够攻击低轨道卫星。机载激光器最初的设计目的是用来防御近程导弹的袭击,最近将其用于防御远程导弹的讨论逐渐增多。用机载激光器防御远程导弹的一个主要的优点就是导弹推进阶段的飞行时间越长,留给激光器的攻击时间也就越长。 机载激光器计划部署于13km的高度,而射程为300km的飞航式导弹的燃料在25~30km高度燃烧完毕,远程导弹在200km或者更高的高度燃烧完毕。所以,如果用其攻击远程导弹,则射束指挥仪必须能够将激光束向上方发射,这就使其具备了攻击卫星的条件。如果射束指挥仪能够控制激光束保持在在几百公里范围内加速飞行的导弹弹体上,它也应能使激光束保持在在几百公里高度上运行的卫星上。此外,由于攻击卫星需要的功率比摧毁导弹要小,所以若激光束具有足够的功率摧毁导弹,也就能够从物理上损坏低轨道卫星。 四、天基导弹防御系统正在发展的天基弹道导弹防御系统包括天基激光武器系统和动能杀伤系统。由于天基激光武器系统存在技术限制和资金问题,将在很多年内不能部署,因此,这里不再作具体分析。动能杀伤系统继承于20世纪90年代初期的“”反弹道导弹系统,能够攻击地球同步轨道和半同步轨道卫星。 过去15年中美国已经对一些天基防御系统的原型进行了研究。美国发展的“防御有限攻击的全球保护系统”(GPALS)准备包括一个拥有1000枚反弹道导弹的“智能卵石”系统。这些小卫星主要用来拦截飞行中段的导弹弹头,当前正在发展的系统旨在攻击助推段飞行的导弹。卫星拦截器平时在既定的轨道上运行,一旦探测到导弹发射,发射点附近的拦截器就会利用自带的推进器和传感设备加速脱离轨道,自动寻的,并通过直接碰撞摧毁目标导弹。拦截器的在轨速度约为8km/s,推进系统可使其速度增加到14km/s,以使拦截器能够在较短的时间内接近目标导弹。这一速度能够使拦截器在一小时左右的时间内从低地球轨道运动到地球同步轨道,并在地球同步轨道仍具有接近10km/s的速度。该拦截器是否可用于攻击卫星取决于设计技术,例如的类型、机动的燃料量及运行时间,但这主要都是工程问题而不是技术问题。利用地基和天基等一系列探测设备可以精确地确定目标卫星的位置,从而能使拦截器充分接近目标。一旦拦截器的传感器探测到卫星,它就可以像自动寻的目标导弹一样寻的目标卫星。地球同步轨道卫星在其轨道运行时几乎都处于太阳光线的照射之下,会反射太阳光线并具有较高的温度。这些特征都有利于拦截器寻的目标。 前苏联针对美国1960年出台的“卫星监视与拦截器计划”,苏联立即做出了反应。苏联认为,未来空间作战的主要对象不再是美国,而是在空间轨道遂行各种军事使命的敌侦察、通信、导航和气象卫星等航天器。 因此,美国的侦察、通信、导航和气象卫星等航天器应该是战争初期首先要摧毁的目标。基于这一构想,苏联最初拿出了五种卫星拦截器的研制方案进行讨论。最后,苏联领导人赫鲁晓夫采用了第五种方案,即:研制一种绰号叫“神风”的拦截器。“神风”实际上是一种安装了、跟踪识别装置以及杀伤战斗部的卫星,能接近并识别敌方卫星,并通过自身爆炸产生的大量碎片将敌卫星摧毁。“神风”最大的特点是结构简单、安全可靠和经济实惠。 在确定选择研制“神风”卫星拦截器之后,苏联将其正式命名为IS(“系统”),研制单位是切洛梅伊领导的第52设计局。 “卫星歼击机系统”实际上是一种使用卫星攻击卫星的空间作战武器。卫星歼击机系统由卫星歼击机、大功率运载火箭、卫星歼击机和运载火箭发射装置、地面指令计算和测量站以及地面指挥所组成。 该系统的基本作战使用方法是:使用大功率运载火箭将卫星歼击机送入预定轨道,进入近地轨道后,卫星歼击机开始按照在地面储存的敌卫星轨道运行参数使用轨道机动发动机实施变轨飞行以接近目标,同时,卫星歼击机机载雷达开始工作,在距美国卫星一定的距离引爆战斗部。假如第一次拦截失败,卫星歼击机还可以实施第二次拦截。总之,卫星歼击机可以在1-2圈绕地轨道之内对卫星实施拦截。此外,为了对美国卫星分类别进行监视并提供准确的目标方位参数,还为“卫星歼击机系统”建立了空间监视系统。 卫星歼击机全重1400千克,由承力架、圆筒型(一部无线电或红外雷达位于圆筒型仪表舱的底部)、动力装置和战斗部四大部分组成。动力装置包括2个球形油箱和数台多次点火轨道机动发动机。轨道机动发动机可以通过脉冲电路对卫星歼击机的飞行姿态实施控制,拦截高度为300-36000公里。卫星歼击机采用高能炸药破片杀伤战斗部,战斗部重量为300千克,在距美国卫星一定距离时,战斗部可自动引爆,碎片以很快的速度按预定的方向飞溅,将1公里范围内的美国卫星摧毁。 1961年,切洛梅伊设计局开始研制“卫星歼击机系统”。,“飞行-1”(卫星歼击机的公开代号)被成功送入轨道。日,“飞行-2”也被成功送入轨道。1964年,苏联领导人勃列日涅夫下令把“卫星歼击机系统”的研制工作转由科罗廖夫设计局主持。经过苏联专家的不懈努力和多次试验改进,“卫星歼击机系统”于1972年正式装备国土防空军部队。但苏联军方仍对“卫星歼击机系统”的性能不太满意,要求科罗廖夫设计局继续研制改进。 从1972年起,苏、美双方开始断断续续的进行“限制战略核武器”谈判,“卫星歼击机系统”的研制改进工作一度中断。1980年,鉴于“限制战略核武器”谈判陷入僵局,科罗廖夫设计局重新启动了改进“卫星歼击机系统”的工作,并进行了一系列发射试验。,科罗廖夫设计局进行了最后一次拦截卫星试验,用“宇宙-1379”卫星成功击毁了一颗靶标导航卫星。 1982年之后,部队基本上停止了对“卫星歼击机系统”的试验。20世纪80年代末,两架经过改装的米格-31开始进行飞行试验,它们是被选定用来发射反卫星导弹的,几年后,该项试验亦被停止。1991年12月,随着苏联的解体,俄罗斯防空军部队正式取消了“卫星歼击机系统”计划。 1983年8月,苏联领导人安德罗波夫发表声明,表示苏联将停止一切与太空武器有关的试验和活动,引起了世界的轰动。暗地里,苏联却命令“礼炮”设计局在绝对保密的情况下继续研发太空轨道站,并给这一工程起了一个代号——“赛艇”。 当时,苏联的科研人员用同一份设计图纸研制出了两种不同用途的太空轨道站,一种可携带激光武器,一种可携带导弹。激光太空轨道站主要对付的是低轨卫星,而导弹太空轨道站对付的则是中高轨卫星。作为试验,日,80吨重的“极地号”太空轨道站在“能源”号火箭的推送下进入太空。由于操作系统发生故障,致使轨道站发动机未能按时点火,“极地号”最终坠入太平洋。之后不久,“苏联改革之父”决定中止“赛艇”计划,但苏联发展太空武器的军事思想并没有随之停止,而是继续在探索中前进。 俄罗斯在苏联解体后,继承了它绝大部分的军事力量,特别是其强大的空间军事力量,其中包括苏联所发展的反卫星武器。 苏联也是世界上最早发展反卫星武器的国家之一。苏联于1961年成立了空间,反卫星被列为空间防御的主要任务,最初主要的作战目标就是美国的间谍卫星。 20世纪60年代,苏联在地区部署了一套有限的导弹防御系统,装备核弹头,具备一定的反卫星能力。随后由于核弹头反卫星武器的局限性,苏联将研发的重点转向其它类型的反卫星武器。 早在1963年,苏联就开始研制共轨式反卫星武器(Co-Orbital ASAT),其中最主要的是地基共轨式反卫星拦截器,它可以被用于攻击的军用卫星和其它航天器。从1968年10月起,苏联开始进行非核反卫星武器飞行试验,中间由于与美国签订反导条约,测试一度被暂停,但是从1976年起,苏联又恢复测试共轨式反卫星武器,并与1978年宣布达到实战水平,到1982年6月,前后共进行了20次空间武器拦截目标卫星的试验。这些试验以发射钢珠、火箭拦截器杀伤目标,在接近轨道高度在1000km以下的卫星,且距目标几十米左右时,根据地面指令引爆高能炸药破片战斗部,利用其高速破片击毁卫星。 据猜测,在同一时期,苏联还发展了以电磁和激光为主的定向能反卫星武器。1975年10月,由于受到苏联西部地区某种光源的照射,美国卫星的发生过五例莫名其妙的“致盲”事故。根据美国官方的解释,这些红外光源是输油管道沿线的火光,但外界推测苏联已经研发出一种基于激光的反卫星武器系统。曾有报道说,苏联也拥有一种与美国ALMV相类似的动能反卫星武器,可以由米格战斗机携带使用,但是从未有证据能够对此加以证实。 在苏联解体之后,由于资金短缺,俄罗斯太空军事的各项潜能几乎降到了历史的最低点。2001年,俄卫星定位导航系统“格洛纳斯”(GLONASS)的在轨卫星由1995年的24颗减至8颗,所有航天器由186颗减至94颗至97颗。 不过,在普京上台之后,随着国力的增强,俄政府又燃起了重振航天大国的雄心,再次加大了在太空方面的投入。2006年年底,俄太空部队司令弗拉基米尔在宣布太空军事复兴计划时称,2006年俄罗斯的航天拨款比上一年度增加了1/3,从185亿卢布增加到240亿。俄政府早些时候亦曾明确表示,从2006年到2015年这一段时间,对航天领域的投入将达到创纪录的4868亿卢布。 根据俄航天10年计划,反卫星武器将会是重点发展对象。据中国国防报的报道,除了共轨式反卫星武器和定向能反卫星武器之外,俄罗斯还设计了其它空间作战手段:一是把空间雷()部署在美卫星的轨道附近,作战时,通过接收地面指令,用常规引爆方法使卫星夭折;二是先行在大气层上方爆炸核装置,产生强烈红外辐射,使美反卫星导弹的探测、预警和传感器等系统失灵,同时破坏美国的空间C3系统;三是在美天基激光反射镜轨道上设置反向运动卫星,向反射镜投放大量的钢球。由于钢球的相对速度可达16公里/秒,即使是1克重的钢球,也可穿透12毫米厚的铝板;四是在美地基激光器上方的大气层投放由大片吸光材料形成的云层,让激光束发散。 日本,发射了自己的第一颗人造卫星“大隅一号”,从而成为世界上第四个可以独立发射的国家。据一些媒体报道,上个世纪80年代末,日本就已经启动了自己的反卫星武器研制计划,主要是通过激光、高能微波或者反卫星卫星等手段来摧毁敌国卫星。在激光武器项目上:日本投入了大约4000多名科研人员和6家科研机构,它的陆基激光防御系统可能在2010年后部署。如果技术被证明可行,日本可能还会部署天基激光防御武器,这些系统都可以被用于攻击卫星。在高能微波武器方面,从2000年起,日本就在悄悄进行此类试验。其原理是,向敌方导弹或卫星发射高能微波信号,摧毁其重要的电子零部件,导致导弹或卫星失灵。除此之外,日本也对使用常规弹头的反卫星卫星进行了研究。 欧盟除了美俄日三国之外,包括、在内的其它一些国家出于自身利益的考虑都在试图发展自己的反卫星武器系统。 2005年以色列议会外交事务和国防委员会主席尔?斯坦尼兹曾在公开场合表示,以色列应当拥有反卫星能力的。这是以色列高官首度公开谈论太空军事化。 而为了在国际事务中能够独立自主,摆脱对美国的依赖,制定了新的军事战略,其核心就是加强高科技武器的研究。日法国成功发射"锡拉库斯"—3B军用通信卫星,不仅有助于加强的军事卫星通信系统,同时还可提升法国和欧盟的军事行动能力。日,利用俄罗斯的"宇宙"—3M火箭,将自己的第一颗合成孔径雷达卫星送入太空,填补了欧洲在雷达成像侦察卫星领域的空白。 中国国外绘制的中国摧毁示意图2005年4月,用一枚长征二号丙火箭将一颗小型卫星和一颗微型卫星送入太后,西方军事界对于中国反卫星武器研制计划的忧虑达到了一个新的高度。据美国军方的判断,中国到2005年将拥有两种用于对付近地轨道卫星的反卫星手段:一是地基激光致盲器甚至,这是美国国防部自1998年起,就在每年中一直强调的;二是以KT─1火箭为基础,带有小型或者微型卫星拦截器的直接攻击型反卫星武器。所谓KT─1火箭,是在DF─21中程导弹的基础上开发的一种四级固体燃料火箭,是一种小型机动太空运载火箭(简称SLV),这种火箭使得中国能够随意选择时机,对敌方卫星进行出其不意的攻击。据西方媒体报道,中国正在DF─31洲际导弹的基础上研制KT─2型火箭,并在DF─31甲型洲际导弹的基础上研制KT─2A火箭,这两种使用固体燃料的机动火箭能够瞄准地球同步轨道和极地轨道,而美国的许多“敏感”卫星正是在这些轨道上运行的。一些西方军事专家相信,中国空间技术研究院正在研发一种“寄生卫星”,这种小型或微型卫星可以用KT系列火箭发射,通过附着在敌方的人造天体之上实施干扰或者破坏,或者通过直接撞击,用于攻击空间站、天基激光系统以及其他卫星。中国的杂志还讨论了如何利用全球定位技术来确定近地微型卫星的高度,这家杂志还将用三年的时间,开辟专栏讨论如何攻击太空的卫星。 美国国防部2005年的中国军力报告指出,中国目前真正拥有的反卫星手段是实施,这样一次爆炸将把中国上空的同步卫星(如通信、等)以及正好路过的侦察卫星消灭殆尽。这其实是一种第一代反卫星武器,这种并不先进的手段可能会伤及友方甚至己方的卫星。但是战争并不是请客吃饭,为了目的可以不择手段,绝对不能讲客套;如果必要,中国完全可以把一颗核弹送入地球轨道,──如果“误炸”了友方的卫星,战后赔偿就是。中国不必害怕这种手段也会伤害自己的卫星,因为目前中国并没有形成对卫星设施的强烈依赖。 日中国在四川省西昌太空中心,发射一枚陆基中程导弹,将其一颗离地面八百馀公里高度之退役击毁。 印度看到中国自2007年反卫星实验以来的行动之后,决定公开宣示其与中国竞争的意愿。对此,前以色列导弹防御部负责人乌兹·鲁宾(Uzi Rubin)表示:“这并不值得吃惊。印度不希望落后于中国,因此,如果中国有反卫星项目,那么印度同样也可以。” 2010年1月初,在第97届“印度科学大会”中发言称印度将开始发展反卫星能力时,主席萨拉斯瓦特(VKSaraswat)并没有特别提及中国。他说,印度正“努力确保太空安全,保护我们的卫星。与此同时,我们也在努力研究如何阻止敌人利用其太空资产的途径。”文章指出,萨拉斯瓦特此言中所提“敌人”的实体不言自明。&印度目前真正想要做的是迅速发展反卫星技术,因为其感觉到中国在这一领域的领先地位正在稳步提高。
反卫星武器 -
随着科学技术的不断发展,美俄两国专家正在努力钻研如何将动能武器大规模应用于太空作战和反导防御作战。在所有的动能武器中,专家们特别看好激光武器,因为激光武器有很多的优点:和其他武器相比较,激光武器更能有效的摧质外壳的目标,而卫星恰恰属于这种类型;激光辐射的伤害力十分巨大;激光不仅可从太空中发射,而且也能从地面向太空发射;激光武器每发射一次所需的化学燃料成本十分低廉。 美国很早就开始从事激光武器方面的研究,曾经使用照射来致盲运行中的卫星。目前美国军方拥有详细的太空激光武器研制计划,并且取得了重大进展,其中最惹人眼球的就是(ABL)计划和中继镜项目。 机载激光器(ABL)计划是美国空军目前正在积极推进的助推段战区弹道导弹拦截方案,是TMD研究的一部分。ABL武器系统运行在12公里高空,可在远离敌方边界90公里的友方领空巡航,对敌方从远程发射场发射的多枚战术弹道导弹实施外科手术式的高效拦截。 机载激光器系统的主要部件是:飞机平台(波音747飞机)、传感器系统(无源红外传感器)、高能激光器(氧碘化学激光器)和瞄准与跟踪系统(光束控制)。 研究表明,一架机载激光器载机携带的化学燃料可进行200次发射。载机至少能在空中待命飞行6小时而无需加油,每次任务飞行时间为12-38小时,每次射击的持续时间为3-5秒钟,每次射击所耗费的化学燃料成本约为1000美元。数百万瓦的激光通过2米直径的发射望远镜发射出去,足以攻击远至600公里处的目标,并能炸裂目前五角大楼所列的威胁名单上29种导弹中任何一种的压力燃料贮箱。ABL系统将设计成能对付从单个发射场或多个分散发射场间歇式进行的每次5-10枚的弹道导弹齐射。 美国的机载激光武器将按以下工作方式作战:载机上的9个红外搜索-跟踪传感器探明360°视场内的导弹羽烟;从机上转塔发射跟踪器/照明器激光,照亮导弹助推器头部,并建立初始跟踪;启动信标/照明器,在导弹燃料舱上标出一个小光斑,给出未来杀伤激光的通道;机载波前传感器感知大气紊流造成的波前畸变,并将预畸变信号送至可变形反射镜;机载可变形反射镜使杀伤性高能激光束预畸变,然后发射出去,激光束通过大气后,在目标上聚焦,将目标摧毁。 美国空军打算为ABL计划拨款60亿美元,用来建造一支由7架ABL载机组成的机群。预计7架ABL武器系统飞机的费用为50亿美元(其中单架载机的成本为4.5亿美元),其后20年中的作战和支援费用为10亿美元。众所周知,中继镜曾是美国星球大战中的一个关键项目。中继镜的好处是可以大幅降低星球大战中激光拦截器的成本,因为如果依靠中继镜可以击毁目标,那么就没有必要建造数量众多的激光拦截器了。所以中继镜可以用来补充天基、空基、地基、海基的高能激光器,用于摧毁弹道导弹或其他目标(卫星)。中继镜系统通过聚束能够降低大气对激光束的影响,从而极大地增强激光武器系统的性能,并增大其视距外射程。波音公司从2002年起开始进行宇航中继镜系统(ARMS)的研制,2006年在这个方面取得了突破,该公司在试验中利用ARMS成功重定向了一束激光。下一步是美国空军计划使用ARMS硬件建立一个用于中继系统技术开发的永久试验台。 综观苏联/俄罗斯的激光技术研究,可谓是基础雄厚,水平世界一流,成果累累。 1962年,苏联开始组织建立激光设备制造业,其激光技术潜力可与美国和德国等工业发达国家相抗衡。苏联解体后,巨大的激光技术科研潜力作为“遗产”留给了俄罗斯。 俄罗斯的几个科研单位在固体激光武器方面,已经进行了多年的研究。位于莫斯科的设计局,已研制了具有低发散度和脉冲功率达2千焦的高功率固体激光器、高功率激光器用的紧凑型电源、试验激光器和测量激光发射参数的自动计算机系统、专用激光-光学系统、“三套马车”高功率多路固体激光装置等。位于莫斯科的阿尔马兹研究和生产联合体是自动探测系统研制的领头单位,设计了能在大角度和远距离范围内激光束自适应成形和精确控制的机动装置,l982年就首次成功地试验了强激光对空中目标的效应。位于弗拉基米尔的雷杜格国家激光研究和试验中心参与了激光系统和综合装置的实验发展,建造了世界上独一无二的“双轮马车”固体激光设施。 到目前为止,硬杀伤激光武器的研究工作已经取得了很大的进展。40年来,美俄科学家们先后研制出气体动力学激光器、氟化氘化学激光器、氟化氢化学激光器、氧碘化学激光器、钕玻璃固体激光器、自由电子激光器等不同工作原理的高能激光器;发展了自适应光学技术,解决了高能激光大气传输问题;研制了精确激光束定向系统;深入研究了激光与靶材的相互作用,获得了大量有用的数据。在激光射击实验中,高能激光束曾成功地击落了飞行的靶机、、火箭弹等目标。这些研究工作的成功证明了研制激光武器的可行性。 但是,要研制这种全新的武器,科学家们仍然面临着一系列技术上的挑战:首先,需要研制出输出功率或能量足够大的激光器;其次,需要研制出能够使激光束精确瞄准和跟踪目标的系统;还要了解高能(功率)激光束在大气中传输的特性,并找出解决影响激光束传输的办法;最后需要研究激光与目标材料的相互作用机理,为设计激光武器提供技术基础;化学激光器每发射一次所需化学燃料的数量十分巨大等等。因此,作战用的化学激光器还是处于研制阶段,并没有投入量产。 随着时间的推移,地面跟踪将会越来越精确,运载器的运载能力将会越来越高,制导也会越来越准确。因此,在不久的将来,也会有越来越多的国家将拥有自己的反卫星武器。 要想了解一国反卫星武器的发展,需要对三个主要指标进行监视,即运载器、制导技术和试验情况。 在这些指标中,运载器技术是最主要的。一个国家若想研制直接上升式反卫星武器,就必须把监视、运载器、寻的、弹头和引信技术结合在一起,这虽然不是一件容易的事,但也绝非没有实现的可能。 所有人都希望太空成为一片能造福所有国家的特殊环境。现实是,从一开始就已经被军事化,并将继续如此。尽管各国可能在禁止进行反卫星试验方面达成一致意见,但为了确保本国卫星的安全,一个可能的后果是,在太空中地位举足轻重的各国都会选择执行相互确保摧毁的政策。 因此,关注反卫星武器的发展,研究相应的对策,应当引起世界各国的足够重视。
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