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美或将发射新红外导弹预警卫星 可监视高超声速

文章作者:彩世界平台总代理网址 上传时间:2019-11-08

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彩世界平台总代理网址 2美国航天飞机释放DSP预警卫星瞬间,可见该卫星配备了大口径红外探测器。

  据称,仅洛克希德公司已经在过去几年中考虑这一问题,并且自筹1亿美元,用于探讨未来天基导弹监控系统需要什么新技术。

  美国低轨道红外监视卫星入轨示意图

  美国拥有世界第一的预警卫星系统

  [文/观察者网堵开源]美国《防务新闻》网站8月7日报道,当天美国空间与导弹防御学会会议上,美国战略司令部司令官约翰·海登表示,目前美国的导弹防御系统无法应对中俄新一代导弹威胁,在这种情况下,继续部署更多拦截弹没有意义,必须先斥巨资建立新天基预警系统。

  目前,导弹防御局已经拥有了中段识别传感器来监视太空,例如远程识别雷达(LRDR),该雷达计划在2020年首先在阿拉斯加部署。

  长期研究天基预警体系的中国航天科工二院高级工程师张宝庆告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn),目前美国天基导弹预警系统主要包括:4颗“国防支援计划”(DSP)卫星、“天基红外系统”(SBIRS)的4颗地球同步轨道卫星(4个大椭圆轨道卫星载荷)和2颗低轨“空间跟踪与监视系统”(STSS)验证卫星。

  但海登认为,这只是“接球手的手套”,他认为,集中注意力在防御能力上,“对于美国来说这是十分昂贵的浪费”。

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彩世界平台总代理网址 4DSP预警卫星将在未来几年陆续退役。

  美国目前的反导体系中,卫星仅发挥早期预警的作用,使用卫星跟踪导弹飞行所需要的技术比这要先进得多

  格里夫斯表示,导弹防御局希望首先缓慢的推进这一项目,以确保相关技术的成熟度,避免重蹈一些项目的覆辙,例如早年间的“先进极高频卫星”(观察者网注:美国空军新一代通信卫星,首发卫星USA-214在2010年发射,因制造时有布片被遗留在管路内导致发动机故障,最终只能使用 ,电推系统历经9个月才进入预定轨道)和“天基红外系统”(观察者网注:美国国防部曾提出一系列取代早年间红外预警系统的发展计划, 但被审计署叫停,经过多年修改才重新提出天基红外系统的新方案)。他说:“为了项目的快速推进,开始的时候应该更慢一些,”他说。

  目前,正在研制的高超声速武器根据动力系统的不同可分为吸气式和助推-滑翔两种。“助推-滑翔高超声速武器是当下高超武器家族中发展最快,成熟度也最高,美俄等大国都有相应的在研型号。”长期跟踪研究国外高超声速武器技术发展的中国航空工业发展研究中心副研究员廖孟豪告诉澎湃新闻。

  国会在2019财年国防授权法案动议时,已经听取了海登的相关报告。也有一些议员在推动部署太空拦截系统,但这现在还不是导弹防御局或者战略司令部的主要方向。

  “我们需要做的事情远比仅仅追踪要多,”格里夫斯说,“你必须对目标进行分类,并且从一大堆气球、箔条和诱饵中间找出真正的弹头。”

  在海湾战争、科索沃战争和伊拉克战争中,美国都调动了预警卫星支援作战行动。以海外战争为例,美国至少动用了4颗导弹预警卫星,用于监视伊拉克“飞毛腿”系列弹道导弹的发射,能够给防空留下2分钟左右的预警时间,提升“爱国者”导弹的拦截概率。

  导弹防御局目前已经开始研究制定太空部署的导弹追踪系统,并且已经签署了9项相关的合约。

  现在,这一项目的重点是和工业界进行广泛交流。导弹防御局已经联系了多家企业,格里夫斯表示。例如,该局目前和DARPA围绕他们的“黑杰克”项目展开合作,计划将一种可升级的载荷安装到低轨道商业卫星上(使用民用级卫星执行军用任务)。此外也有一些其他计划,将使用高轨道和中轨道的卫星。

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  如果真能得到可以早期探测到导弹威胁的传感器,那么不管它是弹道导弹还是巡航导弹,或者甚至高超声速导弹,都一样可以拦截。但问题是这些传感器将不可能部署在地面上,海登表示。

  [文/观察者网 堵开源]美国《航空周刊》杂志网站6月26日报道,美国导弹防御局正在推动一项新的建议,在太空中部署传感器以应对美国正在面临的迫切威胁——高超声速导弹,如果这一项目得到足够资金,最快可以在2025年部署。

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彩世界平台总代理网址 7美国空军现有的反导预警卫星彩世界平台总代理网址 8海登在国会听证会上提出建立天基导弹跟踪识别系统

  虽然……

  “天基红外系统”原先由低轨道(SBIRS-Low)和高轨道(SBIRS-High)组成,后来美国空军的正式采办项目移交给美国导弹防御局后,改名为“太空跟踪与监视系统”(STSS)。图为STSS卫星模拟参与反导作战示意图。

  瑞夫斯表示:“对于天基系统的研究将会决定我们如何塑造未来导弹防御系统。”

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彩世界平台总代理网址 10美国“天基红外系统”(SBIRS)全球监视星座已经完成组建,具备监视全球弹道导弹发射的能力。

  8月7日,洛克希德马丁公司副总裁萨拉·瑞夫斯向记者透露,他们正在研究未来的天基导弹监控系统的概念。

  导弹防御局在这方面已经进行了长时间的工作,并发展出了应对这一威胁的基本概念——例如为此目标需要发展和部署的光学和红外传感器类型,以确定需要达到什么尺寸和敏感度方面的要求,来应对可能的威胁。

  据俄罗斯卫星网6月8日报道,普京在接受媒体采访时表示,“先锋”高超声速武器已开始批量生产,2019年将装备俄军部队。他强调,“先锋”是先进的“杀手锏”武器,其速度高达20多马赫,并且在未来几年内其他国家也不太可能研发出这样的武器。

  “如果你能提前发现,那你就能提前攻击,”海登说,“前推拦截线有巨大的优势,因为如果能在对手头顶上击落他们刚刚发射的导弹,那你认为他们还有勇气发射另一发吗?我不这么想。”

  这些传感器将会把信息传送到战斗管理/指挥控制系统,然后就可以触发“快速拦截弹”(fast interceptors)或其他新新型的拦截弹,来应对高超声速威胁。

  导弹预警卫星兴起于冷战时期,是美苏激烈博弈的重要技术支撑。这种卫星可为弹道导弹防御和实施反击提供及时预警信息,是美军弹道导弹防御系统的重要组成部分。

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  目前的美国红外轨道监视系统分为高轨道和低轨道两套卫星,实现对“热点地区”的不间断监视

  航天研究机构的卫星研究人员指出,随着低成本小卫星技术的发展,美国有可能建立由小卫星组成的低轨道导弹预警卫星系统,用于高超声速武器的监视,全方位增强美国的天基预警能力。

  报道称,海登将军在会上表示:“我们现在需要做的最重要的事情是确保能看到和分辨威胁性质。如果你无法看到或者无法分辨目标,那不管你有多少拦截弹,你完全无能为力。现在最重要的是,来袭目标越来越多样化,比如高超声速等等,所以我们必须首先能看到目标。”

  一旦导弹防御局得到资金,他们将开始进行竞标。导弹防御局在2019财年计划中申请了7300万美元的拨款,来进行研究,但未获批准。该局已经将这一项目列入“急需但未获拨款”项目名单,提交给国会。

  一位航天研究机构的卫星研究人员告诉澎湃新闻,“天基红外系统”的第五、第六颗采用了性能更好的改进型卫星平台,预计下一代导弹预警卫星会采用新的卫星平台,以满足提高可靠性和抗毁性的要求。

  尽管在2019财年预算中,没有公开为这些项目提供资金,但是目前太空部署传感器的想法不管在国会还是五角大楼都似乎已经形成共识,并且有迹象显示在即将到来的第四版导弹防御战略计划中扮演重要角色。

  高超声速导弹的飞行轨迹无法预测,所以必须进行持续的监视,目前卫星监控可能是唯一能够想得到的理想方法

  其实,美国现役的“天基红外系统”计划曾规划了低轨道卫星星座和高轨道卫星的模式,系统计划由24颗运行在1600千米轨道高度的卫星组成,目标是构建具有对弹道导弹全程跟踪和探测能力的卫星星座。但由于经费的限制,发射的两颗试验卫星后来移交给导弹防御局,未被列为美国空军的正式采办项目。

  海登称,美国需要集中注意力在更主动进攻上,这意味着转向建立更加强大的传感器,来支持在助推阶段击落敌方导弹,或者摧毁正准备发射的导弹。他认为,在导弹发射之前将其摧毁,才是最好的对付导弹威胁的办法。

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  “天基红外系统”是美国国家导弹防御系统的核心组成之一,也是美国争取军事上绝对优势的技术装备。虽然美国目前拥有世界上首屈一指的天基预警体系,但并不满足,还正在研制新一代导弹预警卫星,实现监视高超声速武器的目标。

  “世界上没有足够的岛屿来部署那么多雷达,让你看到和分辨所有的威胁,”海登说:“你没办法做到这一点,所以美国需要在自己技术实力最强的领域解决问题,这就是把传感器部署到太空中。我们必须进入太空。”

  另一套系统,导弹防御追踪系统(Missile Defense Tracking),将被部署在太空中,这种系统可以追踪高超声速导弹的热信号,格里夫斯说。这个概念的好处在于,即使目标更加复杂或模糊,它也能继续追踪目标。高超声速导弹和弹道导弹不同,它不会按照可预计的路线飞行,因此需要进行持续的监控。

  在助推器工作飞行阶段,高超声速武器与弹道导弹区别很小,现有的导弹预警卫星仍然能发现和跟踪,但是滑翔式飞行器与助推器分离后,如果飞行器机动能力很强,卫星就很难对其继续监视。因此,美国军事专家认为,应改进现有的导弹预警卫星体系,尤其是下一代预警卫星的研制必须将监视高超声速纳入考虑范围。

  他表示,美国在过去几年中在陆基反导拦截弹数量上投资巨大,大幅度增加了陆基中段拦截系统(GMD)的部署,在阿拉斯加和加利福尼亚新增了拦截弹发射场,准备对付伊朗和朝鲜可能的导弹攻击。

  “我们需要在轨道上部署多少系统,来确保追踪威胁——这个(论证)工作已经基本完成,”格里夫斯说,他补充说,他希望今年晚些时候可以做出决策,开始进行演示和实验。

  从上世纪50年代中期起,美国先后研制了四代导弹预警卫星。目前现役的导弹预警卫星体系由第三代的“国防支援计划”DSP和第四代的“天基红外系统”SBIRS组成。

  在太空中部署导弹防御传感器是一个听起来像科幻的设想,但海登认为,随着技术的发展,现在这不仅是可行的,而且财政上也已经可以承受。

  为了这一目的,导弹防御局已经提出了新的计划,打算建立一系列从太空向地面观察和从地面向太空观察的系统,不过,这其中有些关键部分尚未得到财政支持。

  今年1月19日,美国空军成功发射第四颗红外导弹预警卫星。按计划,美国还将于2020年和2021年发射第五颗和第六颗红外导弹预警卫星。美国空军主管这个项目的官员在发射成功后向外界称,这颗导弹预警卫星的成功发射是美国政府与国防工业多年共同努力的结晶,它将初期的“天基红外系统”(SBIRS)星座发展到一个高峰,并使美国及其盟国在未来若干年拥有强大的全球监视能力。

  美国空军少将塞缪尔·格里夫斯在6月26日的米切尔空军学院的空军学会年会上表示:“我们相信,高超声速威胁是真实存在的,因为我们已经看到其他国家展示这种能力。”他说, “这种导弹的实际部署已经只是时间问题。问题是,我们自己应该为此做什么准备,在五、六年后这种威胁确实到来的时候,应对和消灭这种威胁。如果现在开始,我们还有时间。”

  “建立由低轨道全球覆盖卫星星座和高轨道卫星组成的导弹预警体系,对高超声速武器具有很强的监视能力。” 航天研究机构的卫星研究人员认为。

  张宝庆介绍说,“天基红外系统”扫描速度和灵敏度相比“国防支援计划”系统提高了10倍以上,覆盖范围扩大了2~4倍,能在导弹发射10~20秒内将预警信息发送至地面运行控制系统,而“国防支援计划”卫星系统需要60~90秒,大幅延长了预警时间,为反导系统预留了更充分的作战准备时间,从而提高了拦截成功率。

  据美国太空新闻网此前报道,美国将在2020年和2021年发射第五、第六颗“天基红外系统”卫星,以替最早发射的两颗卫星。在推进现有系统全面运行和任务拓展的同时,为了保持与竞争对手在空间作战上的优势,美国空军于2017年底发布“天基红外系统后继”(SBIRS-Follow on)系统信息征询书,积极谋划开发抗毁性更强的下一代天基预警卫星系统和新型地面控制系统。

  按计划,“天基红外系统后继”系统将包括5颗地球同步轨道卫星和2颗极轨卫星,提供对所有类型弹道导弹发射助推段预警能力。后继系统将分阶段部署,第一阶段系统包括3颗地球同步轨道卫星和2颗极轨卫星,计划从2025年开始执行首次发射,2029年实现系统运行,满足各种非战略导弹预警需求;第二阶段系统包括两颗地球同步轨道卫星,计划于2020年启动竞标,2030年执行首次发射,最终完成“天基红外系统后继”系统星座组建。

  美空军已正式表示现有“天基红外系统”不再有后续发展计划,并表示将取消“天基红外系统”第七、第八颗卫星。当前,美空军正在加速构建“天基红外系统后继”(SBIRS-Follow on)系统,美空军希望在“天基红外系统后继”系统体系架构设计中纳入分散式体系结构理念,即利用“结构分离、功能分解、有效载荷搭载、多轨道部署、多作战域部署”的方式,实现弹性与分散式空间系统体系结构。

  积极谋划下一代导弹预警卫星系统

  该计划确立了一个较为激进的目标,即提前了当前采购流程4年,支持开发商以相应速度研发新能力。美国空军部长希瑟威尔逊称,在开发新导弹预警系统时,速度是很重要的。下一代导弹预警卫星将是领跑者。

彩世界平台总代理网址 13“天基红外系统后继”系统可靠性和抗毁性更好。

  廖孟豪解释说,这是因为助推-滑翔高超声速武器使用现役的火箭或弹道导进行运载即可,就相当于一个助推器,研制的精力可集中在滑翔式飞行器,难度比吸气式高超声速武器相对较小。

  美国军方认为,俄罗斯等国高超声速武器的发展给美国导弹防御系统构成挑战,应升级包括导弹预警系统在内的整个反导体系,提高对抗这种武器的能力。据美国《C4ISR与网络》今年4月12日报道,美国导弹防御局局长在参议院国防拨款分委会发表证词,希望国防部对现有传感器进行改进,以应对不断发展的高超声速武器。长期以来,导弹防御局一直主张在太空建立一个新的监视系统,以填补当前传感器的能力空白。

  新预警系统或能监视高超声速武器

  目前,美国现役的导弹预警卫星主要用于弹道导弹发射的预警,研制之初没有考虑高超声速武器。而目前,高超声速武器正处于火热发展之中,有些型号即将投入使用。2018年3月,俄罗斯总统发表的2018年年度国情咨文中首次公开了“先锋”和“匕首”两种高超声速武器系统,引发外界的高度关注。

  导弹预警卫星之所以具备预警能力,是因为携带了能够探测导弹发射时火焰红外辐射的红外探测器。其最大的特点是监视区域大,预警卫星采用高轨道运行,如果沿着赤道120°间隔部署3颗地球同步轨道卫星,那么地球绝大部分区域都在其监视之下。

  根据相关资料,为探测发现弹道导弹,“天基红外系统”的地球同步轨道卫星采用两种探测器,一台是高速扫描型探测器,另外一台是高分辨率凝视型探测器。扫描型探测器用于快速扫描,通过探测导弹发射时喷出的尾焰对发射情况进行监视;凝视型探测器用于将导弹的发射画面拉近放大,并紧盯可疑目标,获取详细的目标信息。

  “下一代预警系统的主要目标是提高系统的可靠性、抗毁性与弹性。”张宝庆向澎湃新闻表示,“这是因为美国军方认为,随着潜在对手军力的发展,空间系统面临的威胁在加剧,需要提高可靠性和抗毁性。”

  “国防支援计划”卫星(DSP)是美国部署的第一种具有实战水平的导弹预警卫星。但由于这个卫星系统研制较早,存在无法跟踪中段飞行的弹道导弹、扫描速度慢、虚警现象等问题,在性能上难以满足弹道导弹防御需求,未来将全部被“天基红外系统”取代。

  美国军方认为,俄罗斯等国高超声速武器的发展给美国导弹防御系统构成挑战,现役的“天基红外系统”无法满足未来作战需求。

  美国国际战略研究中心高级研究员Tom Karako认为,相对于陆地传感器,部署在太空的传感器在探测高超声速武器有更大的优势。五角大楼没有更多的时间研究如何建立立体的防御系统,因为威胁迫在眉睫,最好是调整2019财年预算,给监视高超声速武器更多的预算,而不是2020年才开始调整。

  “虽然‘天基红外系统’性能先进,但造价也非常高昂,平均每颗卫星耗资达17亿美元,远超美军预期。”张宝庆指出。

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