隨著太空技術的發展,美國導彈防御系統已經發生深刻變化。
1950年代以來,美國國防部一直有一個絕密的導彈防御局。1974年5月20日,美國國防部成立了彈道導彈防御組織,負責所有美國彈道導彈防御計劃。它將保衛美國的彈道導彈基地,管理美國位于各地的彈道導彈,研究和開發先進的彈道導彈防御技術。
1983年,美國總統羅納德·里根政府提出《戰略防御倡議》,也就是“星球大戰”計劃。1984年7月,彈道導彈防御組織成為了戰略防御倡議組織的一部分。一年后,彈道導彈防御組織更名為美國陸軍戰略防御司令部。
1993年,美國總統比爾·克林頓的政府,將彈道導彈的重點從國家導彈防御系統轉移向戰區導彈防御系統,即從全球覆蓋到區域覆蓋,又將戰略防御司令部改名回到彈道導彈防御組織。1998年,美國國防部長威廉·科恩將重點轉移回國家導彈防御系統,擬議額外支出66億美元,建設國家級的彈道導彈防御計劃,防止來自朝鮮、俄羅斯或中國的攻擊或意外發射。
1990年代初,美國宇航局與美國彈道導彈防御組織聯合研制了“克萊門蒂諾”太空探測器。1994年1月25日,“克萊門蒂諾”號從范登堡空軍基地發射升空,送上月球軌道。美國彈道導彈防御組織儼然成為了公眾視線里的科學家。美國彈道導彈防御組織利用“克萊門蒂諾”測試新的太空探測和太空偵察技術。在月球的南極,“克萊門蒂諾”號發現了南極冰。美國彈道導彈防御組織對這一探測技術很感興趣。
2002年,喬治·布什總統當政。美國彈道導彈防御組織重新命名為美國導彈防御局。美國導彈防御局開始大規模進行彈道導彈防御、反衛星武器、反彈道導彈、太空偵察衛星、太空反導衛星、太空軍事化等計劃和行動。
美國導彈防御局(Missile Defense Agency)開發有限的反導彈系統,可以擊落幾枚彈道導彈。美國導彈防御局擁有2個反導作戰基地:加利福尼亞州的范登堡空軍基地和阿拉斯加州導彈基地。喬治·布什政府尋求將導彈雷達站部署在捷克和波蘭的基地上。美軍部署在捷克的雷達將轉移到太平洋。
美國導彈防御局研制了一系列反導彈系統:動能攔截器、機載激光攔截器、“宙斯盾”彈道導彈防御系統、“陸基中段”導彈防御系統、“多目標”攔截器、“薩德”導彈防御系統、“愛國者-3”導彈防御系統等,在地面、艦艇、空中、太空部署立體和全球反導系統。
太空偵察,分為陸基太空偵察、海基太空偵察和天基太空偵察。陸基太空偵察主要在地面上建造雷達和望遠鏡,掃描、探測和偵察在太空中飛行的人造物體。海基太空偵察是將雷達和望遠鏡建在軍艦上,掃描、探測和偵察太空。天基太空偵察,主要是發射太空偵察衛星,在太空就近掃描、探測和偵察各種在太空中飛行的人造物體。
太空偵察,又稱為太空監視與跟蹤。如果太空監視衛星用于軍事用途的稱為太空偵察,如果用于民事用途的稱為太空監視。太空偵察是一種在地球軌道上探測、偵察、監測和研究人造太空飛行體的方法。太空偵察涉及到探測、偵察、檢測、跟蹤、編目和鑒定的人造物體,包括正在運行的衛星、死亡的衛星、火箭箭體、火箭碎片和太空碎片等。
怎樣進行太空偵察呢?主要有3種方法:探、看、算。相控陣雷達、S頻段雷達、C頻段雷達、L頻段雷達、X頻段成像雷達等,以掃描、探測的方式偵察人造物體。天文望遠鏡以光學觀察的方式偵察太空人造物體。激光測距站以激光測距的方式偵察人造物體。如果3種方法一起運用,就能發現人造物體的大小、坐標、速度、傾角、時間和飛行等各種參數,編制出衛星星歷。
目前,世界上主要地面太空偵察系統包括:
美國太空監測網的太空偵察系統,包括地面上的“太空護欄”太空偵察站、相控陣雷達站、太空監視望遠鏡、太空偵察衛星。
俄羅斯太空軍的主要太空偵察中心與設施也很多,例如位于塔吉克斯坦的“窗口”太空偵察站,位于北高加索地區的“皇冠”太空偵察站
歐洲太空局、英國空軍、法國空軍等14個國家制定了一個太空偵察計劃,在地面上建造了10多個太空偵察、監視和跟蹤站。衛星等航天器在劫難逃。
1980年代,美國總統里根提出“星球大戰”計劃。美國國防部制定了一個“天基紅外”(SBIRS)系統計劃。這是一個綜合系統, 旨在滿足美國21世紀初的紅外太空偵察和監視的需要。“天基紅外”計劃提供導彈預警、導彈防御和戰場特性方面的關鍵能力。
“天基紅外”系統是一個綜合導彈預警衛星系統,包括:“天基紅外-L” (SBIRS-L)低軌道衛星、“天基紅外-G”(SBIRS-G)地球靜止軌道衛星、“天基紅外-H”(SBIRS-H)高橢圓軌道衛星,以及地面數據處理和控制。美軍計劃20顆以上衛星組成導彈預警衛星星座,覆蓋全球。整個星座將利用星座通道聯網,允許每顆衛星與星座中的所有其他衛星通信。
“天基紅外”導彈預警衛星都裝載了2種紅外探測器:“掃描”型紅外探測器和“跟蹤”型紅外探測器。“掃描”型探測器擁有廣泛視野,利用短波技術, 觀察導彈上升階段噴出的明亮羽流,進行初始探測,然后將探測信息提供給“跟蹤”型探測器。“跟蹤”型接過接力棒,利用狹窄視場、高精度凝視,精確跟蹤導彈、彈頭和其他物體, 如碎片和誘餌,直至完全確認和導彈摧毀。“跟蹤”型探測器將冷卻到非常低的溫度。
“天基紅外”衛星執行4大任務:國家導彈防御、戰區導彈防御、空間監視、導彈預警和作戰空間表征。“天基紅外”衛星提供全球和戰區有關導彈發射、導彈飛行、攻擊目標、導彈落點等高速紅外數據和處理信息,以及其他國家和戰區的導彈紅外事件,指導戰略和戰區導彈防御。如果與陸基、海基導彈防御系統聯合,威力就更大。美國國防部開始招標建造“天基紅外”等導彈預警衛星。美國天合公司、雷聲公司和波音北美公司,展開競爭,各自研制了“天基紅外-L”衛星。
“天基紅外-L”導彈預警衛星是運行在地球低軌道的太空跟蹤與監視系統。“天基紅外-L”將給作戰帶來全新的能力。在導彈到達之前, 它能夠跟蹤從發射到重返大氣層的洲際導彈, 并將必要的飛行數據傳遞到攔截導彈器。
“天基紅外-L”主要功能是在戰區沖突和攻擊北美的導彈防御任務中,提供精確的中期跟蹤和目標識別。它對導彈發射時尾焰產生的紅外輻射進行探測成像,并將紅外輻射圖像信號變換為數字信號,傳輸至指揮控制中心,提供敵方導彈發射的預警信號。它的優勢是低海拔高度,距離更接近戰場, 從而擁有更高的分辨率,非常適合導彈預警、技術情報和戰場表征。
衛星研制出來了,可是新技術誕生了,最要命的是沒錢了。1999年,“天基紅外-L” 衛星計劃停止了。2001年,美國國防部導彈防御局評估國家彈道導彈防御系統,發現在空間舞臺上缺乏和需要一個新的低軌道太空跟蹤與監視系統。美國空軍太空與導彈系統中心的一個低軌道導彈預警衛星計劃,并入“天基紅外”預警衛星計劃,作為低地球軌道預警衛星計劃的一部分。美國導彈防御局將它稱為“太空跟蹤與監視系統”。
“太空跟蹤與監視系統”(Space Tracking and Surveillance System)衛星,小名“示威者”,專門偵察洲際導彈的中段和再入軌跡。“示威者”衛星是美國導彈防御局一個研究和發展任務。它的目的是探索“導彈防御應用替代技術”——太空偵察。
在太空偵察各種航天器、洲際導彈和太空物體的衛星稱為太空偵察衛星。因為陸基傳感器系統有固有的局限性,不可能圍繞地球曲率獲取和跟蹤導彈。“示威者”可提供持續的全球跟蹤和支持精準分辨的能力,大大提高了彈道導彈防御系統效率。
2002年,美國諾斯洛普·格魯曼公司從美國導彈防御局收到86.8億美元成本加酬金的合同,發展示范衛星。美國諾斯洛普·格魯曼公司作為整個系統的主承包商,美國通用動力公司先進信息系統公司提供“SA-200HP”衛星平臺。美國雷聲公司提供傳感器。美國導彈防御局通過美國空軍太空與導彈系統中心掌控“示威者”衛星研制。
“示威者”太空偵察衛星重量1000千克,2個太陽能電池帆板,設計壽命不詳,運行在1350千米,傾角58°的低軌道。“示威者”衛星星座本來計劃由24顆低地球軌道衛星組成星座,覆蓋全球。
2009年5月5日,“示威者-ATRR”(STSS-ATRR)試驗衛星在卡納維拉爾空軍基地,由“德爾塔”運載火箭搭載成功發射升空。這是一顆“示威者”衛星的試驗衛星。2009年9月25日,“示威者-1”和“示威者-2”號衛星,也從卡納維拉爾空軍基地發射臺搭乘“德爾塔”運載火箭雙星發射升空,進入戰斗值班。美國國防部分別編號為“USA-208”、“USA-209”。
“示威者”衛星運行在軌道高度1350千米,軌道傾角58°的圓形低軌道。在軌道高度1350千米,“示威者”可偵察1350千米以下的太空、洲際導彈和近地軌道衛星。在這種軌道傾角,“示威者”可偵察南北緯58°內的地球,俄羅斯、中國和朝鮮的導彈發射盡在眼下。
“示威者”衛星部署后,被認為具有相當的跟蹤、監視和偵察能力,符合美國國家導彈防御系統的需要。它到底干了什么那些事呢?這是秘密,不知道!毫無疑問,洲際導彈的中段和再入太空偵察,已經成為現實。
“示威者”已經超越了導彈預警衛星的概念和定義,是世界上第一種太空偵察衛星。“示威者”專門偵測彈道導彈,擁有3大功能:太空偵察、跟蹤監視、導彈預警。“示威者”具有紅外與可見光傳感器檢測和跟蹤彈道導彈的非常能力。目前,“示威者”衛星是唯一全球性的導彈防御系統,能夠在所有階段、在任何地理位置檢測和發現目標的軌跡,意義重大,影響深遠。
“示威者”衛星的地面站由位于科羅拉多州斯普林斯施里弗空軍基地的美國空軍導彈防御系統集成與作戰中心掌管。諾斯洛普·格魯曼公司研制的地面系統功能支持星座航天器遙測,跟蹤和指揮和任務數據處理。
“示威者”衛星使用機載傳感器,能夠檢測紅外和可見光目標,將成為地面、海洋、天空、天基傳感器等國家彈道導彈防御系統一部分。“示威者”衛星一旦運行,通過導彈跟蹤數據,導彈防御系統的準確性和及時性,必要時成功攔截導彈。
“示威者”太空偵察衛星能實時跟蹤鎖定100多個目標,并對洲際導彈整個中段和再入階段的目標進行跟蹤。探測器將按照從地平線以下,到地平線以上的順序進行掃描分析,捕獲和跟蹤目標導彈的尾焰,以及發熱彈體、助推級之后的尾焰,彈體以及最后的冷再入彈頭。這時,衛星上的計算機系統將預測出最終的導彈彈道軌跡,以及彈頭的落點。“示威者”的探測頻率約10秒,反應時間50~60秒,傳輸時間少于90秒。
“示威者”衛星星座能夠幾顆衛星聯合作戰,立體觀測導彈發射的全過程。衛星之間還可相互實時通信。如果導彈飛出一顆衛星的視線,這顆衛星能通過衛星之間的通信鏈路,將收集的導彈信息轉發給下一顆,或其它衛星。如果信號傳輸給“類星體”中繼通信衛星,可全球傳輸給美國國防部、美國導彈防御局、美國空軍太空與導彈系統中心。
“示威者”可實時向國家導彈防御系統傳送彈道導彈的全程飛行數據;不僅能監視彈道導彈的固定發射陣地,還可優先偵察、跟蹤處于運動中的地面、海洋、空中的目標。如果征用先進的民用商業地球觀測衛星,美國國家導彈防御系統更加強能力。
“示威者”衛星既然是太空跟蹤與監視的衛星,當然還可用于監測各種太空飛行器,避免航天器發生碰撞。“示威者”衛星就是一架功能強大的高倍望遠鏡,檢查太空中對美國航天器構成威脅的衛星和衛星武器。
“示威者”衛星運行在低軌道組成星座和預警網。低軌道衛星不能靜止在一點上,要不停地圍繞地球飛行。如果要共享目標數據,衛星要接力跟蹤導彈。若要達到這一目標至少需要9~12顆衛星;要想覆蓋幾個戰區,需要18~20顆星;要監視全球任何一點發射的導彈,必須有25~30顆衛星,組成彈道導彈預警網。
彈道導彈防御系統由太空的預警衛星,空中的飛機,地面或海島上的雷達監測站,海上的軍艦、潛艇,以及反導導彈等組成。“示威者”衛星也是導彈防御系統、導彈預警衛星系統的一部分。它怎樣進行預警呢?“示威者”為未來彈道導彈防御描繪了驚險的場面。
美國國防部為“示威者”太空偵察衛星制定了多套彈道導彈防御計劃,主要針對俄羅斯、中國和朝鮮。
美國的洲際彈道導彈防御計劃分為3個階段:
第1階段 衛星預警:當敵人的洲際導彈發射升空,“國防”預警衛星5秒鐘內向導彈防御系統發出警報,而“示威者”衛星可馬上探測導彈,從掃描到凝視跟蹤。“示威者”衛星計算、分析、報告導彈發射地點、發射數量、型號等級等發射參數,向導彈防御系統發出預警。
第2階段 跟蹤計算:當洲際導彈進入飛行階段,最先發現導彈的“示威者”跟蹤計算導彈的彈道、方向、速度和可能的彈著點。另外的“示威者”衛星接力跟蹤計算導彈的彈道、方向、速度、時間和可能的彈著點,分辨真假目標、誘餌目標和殘片目標。美國空軍的預警機、位于毛伊島的相控陣雷達、位于卡瓦利空軍站的相控陣雷達也跟蹤彈道導彈。
第3階段 防御攔截:每顆能探測到導彈的“示威者”衛星,都隨時向導彈防御系統發出導彈信息警報。在導彈進入大氣層前,導彈防御系統根據彈道軌跡確定最后的攻擊目標、彈著點、時間和破壞力等。美國位于夸賈林環礁的相控陣雷達鎖定來襲的洲際導彈,國防彈道導彈防御系統立即啟動。位于夸賈林環礁、宙斯盾反導驅逐艦等反導導彈發射迎敵。
洲際導彈防御系統中的其他空中、陸基和海基預警系統也立即啟動預警程序。地面攔截導彈緊急響應,計算出攔截參數。數枚攔截導彈升空,將敵人洲際導彈在大氣層外或剛進入大氣層時攔腰斬斷。如果攔截失敗,第2枚、第3枚攔截導彈繼續攔腰斬斷敵人導彈。導彈預警衛星不是看見敵人導彈被打爆頭,就是看見自己的首都、戰略要地被夷為平地,別無選擇。
隨著太空技術的發展,美國導彈防御系統已經發生深刻變化。太空反導系統已經加入美國彈道導彈防御系統,在洲際導彈中段飛行階段或再入階段之前就將彈道導彈攔截擊落。美國空軍曾發誓:將敵人消滅在卡門線以上。“示威者”太空偵察衛星將是美軍的殺手锏,必須提高警惕,不容小覷。
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