吳勤

太空作為重要的戰(zhàn)略空間與戰(zhàn)略支援力量，是國家重大利益所在，已成為世界主要國家重要的建設(shè)領(lǐng)域。2016年，世界軍事航天持續(xù)發(fā)展，在各國合作競爭的戰(zhàn)略博弈下，一批更加可靠、更低成本、更優(yōu)性能、更多功能的航天裝備與技術(shù)相繼出現(xiàn)，推動軍事航天力量的加速演進(jìn)。

進(jìn)入空間能力開啟低價高效新篇章

進(jìn)入空間是開展空間軍事活動的基礎(chǔ)，是關(guān)鍵的軍事航天能力。2016年，世界主要航天國家繼續(xù)推進(jìn)新一代航天運(yùn)載火箭研制，探索實踐可重復(fù)使用運(yùn)載系統(tǒng)，在提升進(jìn)入空間能力的可靠性與效率，降低成本與風(fēng)險等方面取得了重要進(jìn)展。

大力推進(jìn)新一代大中型運(yùn)載火箭發(fā)展。美國“航天發(fā)射系統(tǒng)”重型運(yùn)載運(yùn)載火箭的芯級發(fā)動機(jī)RS-25在斯坦尼斯航天中心完成了多次靜態(tài)點火試驗；美國軌道ATK公司獲得美空軍支持，開展新型中-重型固體火箭研制，將與“獵鷹”-9“火神”等競爭美軍用衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。俄羅斯繼續(xù)推動“聯(lián)盟”和“安加拉”火箭逐步投入使用，并開展新型超重型運(yùn)載火箭的研制。歐空局批準(zhǔn)研制“阿里安-6”火箭，計劃2020年首飛。印度“極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭”成功實現(xiàn)了“一箭二十星”的發(fā)射，正在加快研制具有更強(qiáng)運(yùn)載能力的“地球同步軌道運(yùn)載火箭”MK-3。

多國掀起重復(fù)使用運(yùn)載器發(fā)展熱潮。美國藍(lán)色起源公司成功將回收的“新謝潑德”火箭再次發(fā)射并回收，驗證了亞軌道可重復(fù)運(yùn)載技術(shù)；雖然9月1日的爆炸使“獵鷹”-9火箭發(fā)展遭受挫折，但年內(nèi)連續(xù)3次海上垂直回收試驗的成功，為開發(fā)運(yùn)載火箭重復(fù)使用技術(shù)、降低進(jìn)入空間成本探索了一條創(chuàng)新之路；美國DARPA在研的“試驗性太空飛機(jī)”項目進(jìn)入第二階段，將開展可重復(fù)使用一子級樣機(jī)的研制；美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟正在研究下一代“火神”運(yùn)載火箭的可重復(fù)使用能力，計劃實現(xiàn)火箭上面級和第一級發(fā)動機(jī)的重復(fù)使用。俄羅斯宣布開展水平返回式可重復(fù)運(yùn)載火箭的研制，計劃將采用渦輪發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)組合的水平返回式第一級“貝加爾”首先應(yīng)用于“安加拉”火箭。法國政府組織有關(guān)專家開展了可重復(fù)使用運(yùn)載火箭及其發(fā)展前景的評估。印度“可重復(fù)使用運(yùn)載器技術(shù)驗證機(jī)”完成了首次飛行試驗，邁出了研發(fā)完全可重復(fù)使用飛行器的第一步。

先進(jìn)動力技術(shù)有望變革進(jìn)入空間能力。當(dāng)前傳統(tǒng)液體與固體火箭發(fā)動機(jī)基本上已達(dá)性能極限，提高空間不大。脈沖爆震火箭發(fā)動機(jī)、塞式火箭發(fā)動機(jī)等先進(jìn)動力技術(shù)取得了重要進(jìn)展，有望突破現(xiàn)有發(fā)動機(jī)無法實現(xiàn)的性能，可使運(yùn)載火箭在大幅降低運(yùn)輸成本的情況下，提高運(yùn)載能力。2016年，俄羅斯建造了首臺脈沖爆震火箭發(fā)動機(jī)驗證機(jī)，并成功進(jìn)行了系列測試。脈沖爆震火箭發(fā)動機(jī)是一種基于爆震燃燒的新型發(fā)動機(jī)，爆震波使可爆燃料的壓力、溫度迅速升高。這種發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、推重比高、耗油率低，具有重大應(yīng)用潛力。

利用空間能力步入升級換代新時期

軍用衛(wèi)星系統(tǒng)是戰(zhàn)場綜合信息系統(tǒng)的中樞，有效利用空間已成為形成一體化聯(lián)合作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。2016年，軍用衛(wèi)星繼續(xù)升級換代，偵察、導(dǎo)航、通信等領(lǐng)域衛(wèi)星及其應(yīng)用取得新進(jìn)展，多用途衛(wèi)星的快速發(fā)展模糊了軍用、民用之間的界限。激光通信、微縮干涉光學(xué)成像等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展突破了傳統(tǒng)衛(wèi)星功能限制，將對未來衛(wèi)星的研制與應(yīng)用產(chǎn)生重大影響。

更多國家謀求天基偵察能力。國外成像偵察能力繼續(xù)擴(kuò)散，美、俄、歐等繼續(xù)研制與部署先進(jìn)的偵察衛(wèi)星，菲律賓、秘魯?shù)纫餐ㄟ^合作或者購買等方式尋求自主的天基偵察能力。美國國家偵察辦公室所屬的“先進(jìn)獵戶座”系列信號監(jiān)聽衛(wèi)星NROL-37和“未來成像體系”系列雷達(dá)成像衛(wèi)星NROL-45發(fā)射升空。俄羅斯發(fā)射了“獵豹”-M（Bars-M）光學(xué)測繪衛(wèi)星、“資源”-P3光學(xué)偵察衛(wèi)星以及GEO-IK-2兩用測地衛(wèi)星等，對地觀測能力進(jìn)一步增強(qiáng)；俄羅斯還開始了新一代雷達(dá)偵察衛(wèi)星的研制工作，首顆衛(wèi)星計劃2019年發(fā)射入軌。歐洲“哥白尼”計劃下的“哨兵”-3A監(jiān)測衛(wèi)星以及“哨兵”-1B雷達(dá)成像衛(wèi)星發(fā)射入軌，后續(xù)2顆光學(xué)衛(wèi)星“哨兵”-2C/2D也啟動了研制。印度發(fā)射了自行研制的“制圖衛(wèi)星”-2C光學(xué)成像衛(wèi)星，全色分辨率0.65米，多光譜分辨率2米。由歐洲空客公司研制分辨率為0.7米的秘魯首顆偵察監(jiān)視衛(wèi)星“秘魯衛(wèi)星”-1衛(wèi)星發(fā)射入軌。菲律賓實現(xiàn)了首顆國產(chǎn)對地觀測衛(wèi)星Diwata-1的入軌服役。沙特同美國數(shù)字地球公司合作，建造至少6顆小型光學(xué)對地觀測衛(wèi)星。

推進(jìn)通信衛(wèi)星的換代和部署。加快高吞吐量、高速率、抗干擾的先進(jìn)通信衛(wèi)星系統(tǒng)的研制與部署，有效滿足未來作戰(zhàn)的通信需要。美國發(fā)射了第5顆“移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)”衛(wèi)星，實現(xiàn)了該星座的完整部署，全面運(yùn)行后傳輸速度為原有系統(tǒng)10倍以上；美國家偵察局的新一代軍用數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的首星NROL-61發(fā)射入軌。加拿大國防部提出擬建設(shè)一個為北極地區(qū)提供24小時衛(wèi)星通信的星座。歐洲的大容量Ku波段“歐洲通信衛(wèi)星”9B成功發(fā)射，星上搭載了“歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)”的首個數(shù)據(jù)中繼有效載荷。

完善導(dǎo)航衛(wèi)星體系建設(shè)運(yùn)行。美、俄、歐三大導(dǎo)航系統(tǒng)加快部署與升級，印度也在積極發(fā)展區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。美國完成了GPS 2F系列最后一顆衛(wèi)星的發(fā)射，繼續(xù)推進(jìn)GPS 3衛(wèi)星的研制與運(yùn)行控制系統(tǒng)的升級，加快采辦第二批GPS 3衛(wèi)星，計劃2018年發(fā)射GPS 3的首顆衛(wèi)星。俄羅斯發(fā)射了3顆“格羅納斯-M”衛(wèi)星，下一代“格羅納斯-K2”衛(wèi)星也將于2020年問世。歐洲發(fā)射了2顆“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星，系統(tǒng)在軌數(shù)量達(dá)到14顆。隨著年內(nèi)3顆衛(wèi)星的發(fā)射入軌，印度“區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”衛(wèi)星星座完成第一階段部署，區(qū)域自主導(dǎo)航能力大幅增強(qiáng)。

微小衛(wèi)星展示更多軍事潛力。小衛(wèi)星逐漸成為發(fā)展熱點，其突出優(yōu)勢受到軍方高度關(guān)注，有望在更大范圍與更深程度融入戰(zhàn)場作戰(zhàn)。根據(jù)歐洲資訊公司預(yù)測，未來10年，小衛(wèi)星將井噴式增長，發(fā)射數(shù)量超過3600顆，會引發(fā)航天領(lǐng)域的重大變革。美陸軍正在尋找利用微小衛(wèi)星實現(xiàn)成像和空間態(tài)勢感知的方法，DARPA重點支持“雷達(dá)網(wǎng)”項目，旨在突破小衛(wèi)星載荷技術(shù)瓶頸，降低發(fā)射成本。在偵察監(jiān)視領(lǐng)域，美國國家偵察局在地理空間情報會議上提出未來計劃加大利用立方體衛(wèi)星，并構(gòu)建新的地面控制體系；美國行星資源公司計劃建設(shè)“谷神星”系統(tǒng)，發(fā)射10顆小衛(wèi)星用于紅外和高光譜對地觀測。在通信領(lǐng)域，美陸軍正計劃發(fā)展由16顆小衛(wèi)星組成的“陸軍全球動中通衛(wèi)星通信”系統(tǒng)，該星座能覆蓋美國南方司令部、非洲司令部和部分太平洋司令部所轄?wèi)?zhàn)區(qū)，建成后可為特定地區(qū)提供持續(xù)通信服務(wù)；美歐多家公司繼續(xù)推進(jìn)利用微小衛(wèi)星構(gòu)建大型低軌通信衛(wèi)星星座的計劃，建成后將具有重要的軍事應(yīng)用價值。

先進(jìn)技術(shù)提升空間系統(tǒng)性能。在DARPA和NASA聯(lián)合投資下，美國洛·馬公司與加州大學(xué)聯(lián)合開展微縮干涉光學(xué)成像系統(tǒng)研究，利用大規(guī)模微型干涉儀組成的微縮陣列進(jìn)行干涉成像，有望上百倍降低傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)的尺寸和質(zhì)量，對于未來光學(xué)成像將產(chǎn)生深刻影響。美國科學(xué)家提出了圖像重構(gòu)技術(shù)，該技術(shù)可在不改變偵察衛(wèi)星硬件的前提下，利用單顆或多顆偵察衛(wèi)星對同一目標(biāo)的多張偵察圖像進(jìn)行在軌圖像后期處理與合成，理論上可將圖像分辨率提升5倍?？臻g激光通信具有傳輸速率高、安全性好等特點，可實現(xiàn)衛(wèi)星、空中平臺大容量數(shù)據(jù)的近實時傳輸。歐洲發(fā)射了“歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)”的首個數(shù)據(jù)中繼有效載荷，推動衛(wèi)星激光通信技術(shù)邁入實用化；DARPA啟動項目資助小企業(yè)研發(fā)衛(wèi)星間激光通信技術(shù)，為作戰(zhàn)人員提供更強(qiáng)的衛(wèi)星通信能力。

空間態(tài)勢感知形成天地一體新能力

空間態(tài)勢感知能力是洞察和掌控潛在對手空間活動意圖與動向、確?？臻g資產(chǎn)安全的關(guān)鍵，是進(jìn)行空間控制的基礎(chǔ)和前提。2016年，主要航天國家繼續(xù)推進(jìn)天地一體與覆蓋全軌道的空間態(tài)勢感知技術(shù)發(fā)展，“透明化”成為空間發(fā)展新走向。

研制與升級天地監(jiān)視系統(tǒng)。美國洛馬公司已經(jīng)在新澤西建立了一個小規(guī)模“太空籬笆”雷達(dá)測試場，首次開始跟蹤空間目標(biāo)。美國空軍從DARPA接收了“空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡”（SST）的操控權(quán)，近期將該系統(tǒng)從白沙靶場遷往澳大利海軍基地。麻省理工學(xué)院林肯實驗室負(fù)責(zé)研制的ORS-5空間監(jiān)視衛(wèi)星將于近期發(fā)射，提供地球同步軌道目標(biāo)監(jiān)視能力。歐空局授出合同，計劃在西班牙部署空間監(jiān)視雷達(dá)。

驗證高機(jī)動空間監(jiān)視衛(wèi)星。美國空軍在年初的太空作戰(zhàn)模擬試驗中使用“區(qū)域空間自動導(dǎo)航與制導(dǎo)實驗”（ANGLES）衛(wèi)星完成了一系列空間機(jī)動與抵近監(jiān)視任務(wù)。美國使用2014年發(fā)射的“地球同步軌道空間態(tài)勢感知項目”（GSSAP）衛(wèi)星抵近出現(xiàn)故障的“移動用戶目標(biāo)”-5衛(wèi)星，進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測；2016年8月，美國空軍發(fā)射了第3和第4顆GSSAP衛(wèi)星，GSSAP衛(wèi)星具備較強(qiáng)的機(jī)動變軌能力，可按需抵近地球同步軌道目標(biāo)，對目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)視。

關(guān)注多源數(shù)據(jù)融合與處理。DARPA啟動了提升空間態(tài)勢感知能力的“軌道瞭望”項目，該項目將通過集成美國政府、軍方、商業(yè)及國際合作伙伴等不同來源的空間目標(biāo)監(jiān)視數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，創(chuàng)建新型數(shù)據(jù)采集平臺和網(wǎng)絡(luò)，提供更清晰、更真實的空間態(tài)勢圖。2016年，“軌道瞭望”項目已經(jīng)完成了7家空間態(tài)勢感知數(shù)據(jù)提供商的實時數(shù)據(jù)集成，組建了全球最大的空間監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)體系。該項目建成后將使空間事件的提示與預(yù)警時間從幾周縮短到幾小時，使數(shù)據(jù)的精確性和經(jīng)濟(jì)可承受性實現(xiàn)指數(shù)級提高，為美軍空間態(tài)勢感知能力帶來革命性變化。

積極推進(jìn)國際與商業(yè)合作。至2016年12月，美國已與11個國家（英國、韓國、法國、加拿大、意大利、日本、以色列、澳大利亞、德國、西班牙、阿聯(lián)酋），以及兩個國際組織（歐洲航天局和歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織）簽署了空間態(tài)勢感知共享協(xié)議，建立空間態(tài)勢感知數(shù)據(jù)分享聯(lián)盟。美軍還與50家衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)商、運(yùn)營商等簽署合作協(xié)議，將其獲得的空間目標(biāo)數(shù)據(jù)與衛(wèi)星運(yùn)營商通過遙測、跟蹤獲得的衛(wèi)星確切軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，提高空間目標(biāo)監(jiān)視能力。

空間控制技術(shù)進(jìn)入創(chuàng)新發(fā)展新階段

2016年，美歐等繼續(xù)探索在軌裝配、碎片清除等具備多種用途的空間先進(jìn)技術(shù)發(fā)展，這些技術(shù)的使用目的與界限模糊，其發(fā)展以及應(yīng)用前景引發(fā)了廣泛的猜測與憂慮，使得空間安全問題更加復(fù)雜多變。

積極探索空間自主裝配新概念。自主裝配是指由進(jìn)行自主服務(wù)的航天器在空間將不同的部件連接成航天器，該技術(shù)將大幅降低航天器成本，變革進(jìn)入和利用空間的能力，同時也具有重大的空間對抗應(yīng)用價值。美國開展了“蜻蜓”“空間光學(xué)孔徑自組裝”“空間裝配大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)”等一系列在軌裝配技術(shù)項目研究。美國NASA和加州理工學(xué)院的團(tuán)隊提出采用模塊化結(jié)構(gòu)、利用組裝機(jī)器人在太空中建造望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的概念。NASA計劃2017年舉辦技術(shù)挑戰(zhàn)賽，探索航天器模塊化、機(jī)器人裝配、空間組裝“太空拖船”等新技術(shù)。

穩(wěn)步推進(jìn)空間在軌服務(wù)項目。DARPA啟動了“靜止軌道衛(wèi)星機(jī)器人服務(wù)”（RSGS）項目，計劃在未來五年內(nèi)以公私合作方式發(fā)展地球同步軌道衛(wèi)星在軌檢查與維護(hù)技術(shù)，并進(jìn)行在軌演示驗證。RSGS項目發(fā)展的軌道機(jī)動、機(jī)械臂等技術(shù)有望實現(xiàn)全新的航天器操作方式?！暗聡谲壏?wù)任務(wù)”（DEOS）任務(wù)啟動10年以來，在多個技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，擬于2018年進(jìn)行在軌試驗。該項目重點驗證的燃料加注、故障維修等能力，以及使用的機(jī)械臂、交會對接、在軌捕獲等技術(shù)在空間對抗中具有一定應(yīng)用潛力。

歐盟空間碎片清除項目即將實施。歐盟“清除太空碎片”項目下用于清除太空碎片的試驗裝置（魚叉、漁網(wǎng)和阻力帆）等在英國皇家學(xué)會科學(xué)展覽會上進(jìn)行了展示。該項目計劃2017年初發(fā)射，成為世界上首個測試空間垃圾捕獲系統(tǒng)的任務(wù)。

責(zé)任編輯：張傳良