李 奇，秦大國，周偉江

（1.航天工程大學(xué)，北京101416；2.中國人民解放軍63611 部隊，新疆 庫爾勒841001）

0 引言

“ 天 基 殺 傷 評 估(space-based kill accessment，SKA)”項目是美國導(dǎo)彈防御局正在開展的導(dǎo)彈攔截效果評估實驗系統(tǒng)。該項目計劃構(gòu)建一個試驗性的天基傳感器網(wǎng)絡(luò)，側(cè)重對大氣層外物理殺傷的評估，用于核查反導(dǎo)攔截彈是否成功攔截來襲導(dǎo)彈，并判斷其是否需要二次攔截。該項目可以加速反導(dǎo)作戰(zhàn)體系形成打擊后的評估能力[1]，是空間態(tài)勢感知能力的重要組成部分。

1 總體概況

美國軍事理論家Boyd 在20 世紀(jì)70 年代提出OODA 環(huán)理論，基于作戰(zhàn)的邏輯順序?qū)⒆鲬?zhàn)過程抽象為觀察（Observe）—定位（Orient）—決策（Decide）—行動（Act）,四種行為不斷循環(huán)，在此理論基礎(chǔ)上，結(jié)合美國反導(dǎo)裝備體系建設(shè)情況，確定“天基殺傷評估”在OODA 環(huán)中的位置，如圖1 所示。“天基殺傷評估”是對OODA 形成閉環(huán)具有關(guān)鍵作用，是反導(dǎo)體系形成實戰(zhàn)化能力的重要支撐。

圖1 天基殺傷評估在反導(dǎo)OODA 作戰(zhàn)環(huán)中的位置作用

1.1 基本情況

“天基殺傷評估”傳感器屬于凝視型探測器，由1個高速光譜傳感器、1 個高速偏振成像傳感器和1 個高速偏離非成像傳感器組成[2]，本身不具備導(dǎo)彈跟蹤能力，依靠導(dǎo)彈防御指控系統(tǒng)的預(yù)報信息，預(yù)先面向攔截位置，通過觀測碰撞產(chǎn)生的可見光和紅外光，對攔截效果開展評估，導(dǎo)彈防御局（MDA）公開的示意圖如圖2—3 所示[3]。目前，最有可能搭載“天基殺傷評估”系統(tǒng)載荷的商業(yè)衛(wèi)星是“銥”（Iridium）衛(wèi)星系統(tǒng)?！般灐毙l(wèi)星將運(yùn)行在高780 km 的6 個近圓軌道上，每個軌道面將部署11 顆衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星裝有專用的托管載荷艙。由于“天基殺傷評估”系統(tǒng)載荷只有10 kg，因此每顆衛(wèi)星可容納多個載荷。

圖2 天基殺傷評估傳感器正視圖

圖3 天基殺傷評估傳感器側(cè)視圖

“天基殺傷評估”通過光譜、偏振等新型探測手段，觀察導(dǎo)彈攔截時產(chǎn)生的撞擊塵埃擴(kuò)散的速率、強(qiáng)度以及光譜隨時間的變化，經(jīng)數(shù)據(jù)比對后并給出評估結(jié)果。主要用于區(qū)分?jǐn)r截的是真彈頭還是誘餌，正面撞擊還是側(cè)面撞擊，常規(guī)彈頭還是核彈頭。這些情報數(shù)據(jù)，可以為后續(xù)反導(dǎo)作戰(zhàn)決策提供有力支撐。

1.2 主要優(yōu)勢

1）居高臨下：可以有效規(guī)避地基觀測系統(tǒng)由于大氣層各類太空環(huán)境要素（包括中性大氣、等離子體、電磁場和帶電粒子等）造成的誤差；

2）分散部署：具有質(zhì)量輕、體積小的特點，通過寄生于商業(yè)衛(wèi)星之上，可以降低成本、增加數(shù)量、提升隱蔽性、加強(qiáng)體系彈性；

3）彌補(bǔ)空缺：攔截時攔截區(qū)域可能存在多種誘餌和不明飛行物，對攔截效果的評判一直沒有很好的解決方法，極易造成誤判，“天基殺傷評估”可以銜接導(dǎo)彈威脅“從生到死”的最后一環(huán)；

4）提升效能：反導(dǎo)試驗成本巨大，價格昂貴，特別是有靶彈參與的攔截試驗，每次試驗都消耗巨大人力、物力、財力，有了“天基殺傷評估”的參與，可以提升試驗數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性。

2 發(fā)展歷程

20 世紀(jì)80 年代，作為“星球大戰(zhàn)”計劃的一部分，美國最早提出了天基傳感器的概念并開展了相關(guān)研究，但限于當(dāng)時的技術(shù)條件和研發(fā)成本，項目取得了一定的進(jìn)展但并未實現(xiàn)。

在發(fā)展導(dǎo)彈防御體系的過程中，美國雖然已經(jīng)部署多種預(yù)警監(jiān)視和目標(biāo)探測的衛(wèi)星和雷達(dá)，但多次攔截試驗中仍出現(xiàn)了一些與殺傷評估相關(guān)的問題。美國發(fā)現(xiàn)其現(xiàn)有體系無法滿足最終攔截時刻的殺傷評估要求，特別是面對誘餌、子母彈等突防技術(shù)的發(fā)展。因此，美國國防部《2014 財年國防授權(quán)法案》提出“導(dǎo)彈防御局應(yīng)提高地基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)殺傷評估能力”，并要求在2020 年前開發(fā)和部署。2014 年4 月，導(dǎo)彈防御局啟動該項目。經(jīng)過多年的預(yù)算支持[4]，預(yù)計于2018 財年完成在軌組網(wǎng)。隨后，導(dǎo)彈防御局計劃集成SKA 至彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，天基殺傷評估系統(tǒng)參與導(dǎo)彈防御局試驗。預(yù)算情況如表1 所示。

表1 預(yù)算情況

與此同時，約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室也在著手核心數(shù)據(jù)庫和模型的建立。通過收集、反演基礎(chǔ)材料和物理參數(shù)，研究建立目標(biāo)結(jié)構(gòu)、形態(tài)及光/電/聲特性理論模型，仿真計算生成基本數(shù)據(jù)；通過標(biāo)準(zhǔn)體、標(biāo)準(zhǔn)場景的模擬試驗測量建立算法模型校驗體系和數(shù)據(jù)；通過專項試驗或其他機(jī)會測量獲取碰撞動態(tài)數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)模型置信度校驗等手段，建立殺傷評估數(shù)據(jù)庫。

在2019 年3 月 的FTG-11(flight test ground-based midcourse defense-11)地基中段防御系統(tǒng)齊射攔截洲際彈道導(dǎo)彈試驗中，洲際彈道導(dǎo)彈靶彈從美軍位于馬紹爾群島里根試驗靶場發(fā)射，范登堡空軍基地的地基中段反導(dǎo)系統(tǒng)先后發(fā)射2 枚地基攔截彈進(jìn)行攔截。第一枚攔截彈擊中了彈頭母艙，系統(tǒng)對摧毀后的碎片進(jìn)行觀測，第二枚攔截彈在確定沒有其他彈頭后，按計劃選擇了“最具威脅的目標(biāo)”并予以撞擊摧毀。雖然沒有具體公布SKA 發(fā)揮的功能，但根據(jù)之前公布的計劃以及此次試驗的過程，推測SKA 已經(jīng)參與試驗并進(jìn)行了有效評估[5]。

3 發(fā)展趨勢

3.1 威脅與挑戰(zhàn)

1）新一代的彈道導(dǎo)彈一般具備先進(jìn)的突防措施，其中一個重要的措施是在關(guān)鍵時刻釋放多個假彈頭、干擾機(jī)或者誘餌，使彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)無所適從或增加攔截波次，當(dāng)彈道導(dǎo)彈同時采取了電子對抗措施（干擾機(jī)）以及多彈頭分導(dǎo)技術(shù)時，要實現(xiàn)對目標(biāo)的可靠攔截幾乎是不可能完成的任務(wù)。

2）高超武器的出現(xiàn)顛覆了美國現(xiàn)有的防御體系，高超武器機(jī)動性強(qiáng)，可預(yù)測性差，地基裝備難以實現(xiàn)跟蹤。天基傳感器是探測并跟蹤高超武器最有效的選擇。

3.2 措施和手段

隨著美國太空力量獨立成軍，美國天軍將全面負(fù)責(zé)涉及太空范圍內(nèi)的作戰(zhàn)事宜，擁有衛(wèi)星系統(tǒng)、反導(dǎo)系統(tǒng)等多平臺武器裝備，有條件更加高效地整合太空資產(chǎn)，針對復(fù)雜彈道導(dǎo)彈和高超聲速飛行器的威脅，實現(xiàn)從偵察端到打擊端的全鏈整體作戰(zhàn)。美國天基導(dǎo)彈防御傳感器未來發(fā)展愿景如圖4 所示，“天基殺傷評估”系統(tǒng)是其重要組成部分，將與下一代“過頂持續(xù)紅外”、“空間傳感器層”、“精確火力控制跟蹤”系統(tǒng)組成美國未來天基傳感器網(wǎng)絡(luò)[6]。SKA 在“銥”星（66 顆）的基礎(chǔ)上，有條件進(jìn)一步融合民商航天力量，借助巨型“星鏈”星座（計劃41 943 顆）的掩護(hù)，增加數(shù)量、調(diào)整布局甚至拓展功能，從“評估”到“評打一體”。

1）加強(qiáng)對天基傳感器和天基攔截器的投資，依賴天基形成體系對抗，實現(xiàn)情報準(zhǔn)備、發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識別、火控、殺傷評估的一體化閉環(huán)，進(jìn)一步縮短OODA 環(huán)周期。

2）突出“寄軍于商、以商托軍”的特點，商業(yè)托管軍用載荷或成為其太空體系彈性發(fā)展的重要方式之一。天基殺傷評估系統(tǒng)即是其典型代表，美國SpaceX公司依賴強(qiáng)大的空間運(yùn)輸能力正加速部署其巨型低軌星座：星鏈計劃[7-8]，火箭回收和小衛(wèi)星技術(shù)給天基殺傷評估系統(tǒng)提供了更低成本、更加便利的“宿主”。在美國軍方的扶持下，SpaceX 已逐漸成為可以與洛克希德·馬丁、波音競爭的隱形軍火商。同時，低軌巨型星座的補(bǔ)網(wǎng)特性，使其部分衛(wèi)星的失效不會讓出軌道和頻率資源，低軌太空資源將一直保持被美國以商用的形式占有，進(jìn)一步壓縮他國在太空的生存空間，新一輪的太空軍備正在隱蔽開展。

3）部署潛在的最后一道防線，小衛(wèi)星可進(jìn)行一定范圍的姿軌控，能夠按最優(yōu)軌道規(guī)避碎片，某種意義上也具備了按最優(yōu)軌道攔截彈道導(dǎo)彈彈頭的能力。如果遭遇飽和打擊，不排除寄宿于衛(wèi)星上的“天基殺傷評估”直接控制低軌星座相鄰的衛(wèi)星實施對撞，產(chǎn)生無數(shù)碎片[9]，進(jìn)而封鎖整條軌道，甚至可以形成太空碎片網(wǎng)，以自毀的方式形成攔截核反擊的最后一道防線。

圖4 天基傳感器未來結(jié)構(gòu)展望

4 結(jié)束語

“天基殺傷評估”系統(tǒng)雖然花費(fèi)不多，但卻意義重大，能在較短時間內(nèi)有效彌補(bǔ)美國反導(dǎo)體系中評估環(huán)節(jié)的缺失?！疤旎鶜u估”的高效部署體現(xiàn)了美國航天科技領(lǐng)域的深厚積累和軍民融合體制的巨大活力，借助商業(yè)衛(wèi)星搭載軍用載荷已成為美國實施“彈性與分散式空間系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)”的重要途徑。

借鑒“天基殺傷評估”的經(jīng)驗，以小衛(wèi)星載荷跨領(lǐng)域應(yīng)用為試點，探索民用火箭投送軍事衛(wèi)星、軍用載荷搭載民用衛(wèi)星的路子，要以市場經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向、軍事需求為支撐，凝聚軍民融合發(fā)展合力，發(fā)揮好航天軍民融合對國防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的雙向支撐拉動作用，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)綜合效益最大化。