美军太空攻略与太空中作战军械的新进展,美军

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摘要:出品:科普中国军事科技前沿 原标题:2019,美军装备将现哪些“黑科技” 美军太空战略与太空战武器的新进展 策划:宋雅娟 美军控制太空的战略 从20世纪60年代以来,美国始终没有放

  出品:科普中国军事科技前沿

原标题:2019,美军装备将现哪些“黑科技”

美军太空战略与太空战武器的新进展

  策划:宋雅娟

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 美军控制太空的战略
  
  从20世纪60年代以来,美国始终没有放弃对未来可能爆发空间作战所作的长远准备,美国空军航天司令部一直在进行太空作战武器的课题研究。多年来,美国冒着违反国际公约的风险研制天基和地基反卫星武器。美军认为,太空的战略优势是美国陆、海、空军未来打赢不对称战争的基础。要发展安全、抗干扰军用卫星和通信卫星,在商用卫星的补充下,为美军全球军事行动提供宽带通信服务;研制新一代洲际弹道导弹,以取代“民兵”导弹,提高非核瞬间全球打击能力。
  美国空军在《2025年空军》的报告中提出要研制一种“箭弹”,它能够以超高速从太空飞向地球,穿透地下半英里深的掩体。美军还设想研制一种新概念太阳能武器。它的方案是将许多巨型镜面送上空间轨道,聚焦太阳能照明,把黑夜变成白昼,烧焦卫星和航天器或使卫星和航天器的元件变得过热。美国空军航天司令部在《美国太空作战力量2020年发展构想》的长远规划中,明确提出美国太空作战力量是建立4个目标:空间控制、全球作战、作战力量空天地一体化和全球战略伙伴关系。
  美国著名战略家布热津斯基在《运筹帷幄》一书中写道:“争夺太空的主要目的不是为了直接掠夺资源,而是为了获取有决定意义的战略筹码”,并把太空军事力量的行动自由优势转化为空中、海洋和陆地的优势,获得制信息权、制空权、制海权和制天权,进而获得战争的主动权。夺取制天权的目的是要控制太空,“确保美国及其盟国具有进入太空的行动自由,以及在需要时阻止他国应用太空的能力”。
  美国中央情报局预测,到2015年前后,未来的敌对国家能够使用各种手段破坏、降低或挫败美国的太空支援系统,“以计算机为基础的信息战可能为我们的敌人提供以非对称手段对付美国军事优势的能力,使他们有可能降低或击败我们常规军事力量的优势”。
  以美国国防部长拉姆斯菲尔德为主席的美国国家安全空间管理与组织评估委员会在给国会的报告中说,“在历史上,陆、海、空中都出现过战争,现实表明,太空也同样会出现战争”,“美国必须具备威慑和防御来自太空敌对行动的手段”。拉姆斯菲尔德说,军方必须做好准备,以防止“太空珍珠港”事件。美国要保持在太空的绝对军事优势,保护美国的太空行动自由,并且使他国不能进入太空这个“战略高地”。
  1999年美国防部在其制订的新的太空政策中公然宣称,“对美国空间系统的有意干扰将被视为对美国主权的侵犯”,美国将投资5000亿美元用于发展太空武器。为争夺外层空间战略制高点,美国防部加紧制定太空新战略,并于2001年1月下达空间控制的指令,要求制定联合作战空间控制战略,明确提出了实施控制空间任务所必需的能力,并且要求把这些能力集成到联合作战武器力量结构中去。
  “9·11”事件后,美军的太空战略开始包括反恐作战的内容。国防部对无人机、太空轰炸机和照相侦察卫星等如何作战、如何挫败恐怖主义袭击进行重新评估。美军认为,太空技术在实时情报、通信支持和数据传输方面对反恐作战是必不可少的。美国航宇局(NASA)为发现其它星球上的生命而研制的探测器,也用来检测恐怖分子散布的致命生物病毒制剂;环绕火星飞行的机器人可以应用于太空防御作战任务。“国防支援计划”(DSP)卫星上的红外传感器用来探测弹道导弹的发射和导弹助推器喷焰红外信号,但也能探测到阿富汗山洞里爆炸产生的热信号,从而使美军确定藏在阿富汗山洞和地道里的是什么武器。GPS卫星能够精确地标明纽约城遭受恐怖袭击破坏最严重的地区的瓦砾,从而加快清理和搬运速度。
  2002年美国空军航天司令部和NA论文联盟WwW.LWlM.comSA的合作项目涉及到国际空间站。空军认为,国际空间站在对付恐怖袭击中将发挥作用。在航天司令部空军防御战略计划中就包括武装国际空间站。在美空军的一项“反太空”研究计划中,新型无人驾驶飞机将在2005年接受来自太空的指挥,执行侦察监视和向遥远的地面战场运送武器的任务。
  2002年3月,美国空军副司令、国家侦察办主任彼得·提茨将军说:“我相信武器最终会走向太空,这只是个时间问题,因此,我们必须抢在所有国家的前面。”2002年4月,美国防部下达指令,授权美国空军成立“国家安全空间联合办公室”,全面协调领导、开发、维护国家安全空间政策、计划、规划与采办支援。目前,美国空军航天司令部正在起草今后20年美军的联合作战空间控制战略。该战略强调保护美国国家安全空间环境的重要性,明确美军控制太空的目标、任务和能力。
  2003年4月,在美国科罗拉多州斯普林斯市举行的美国国家太空问题研讨会上,美军航天司令部司令兰斯·洛德上将说:“今天,我们意识到争取美国在太空中的优势已经成了刻不容缓的话题,只有这样,才符合美国永远的利益”。他向美国军方人士详细介绍了实施太空新战略的理由和可行性。美国空军部长詹姆斯·罗奇在会上警告说,美国的任何盟国对这项新太空战略都“没有否决权”。随着美军谋求外层空间军事优势的加剧,全世界人民希望和平利用外层空间为人类造福的愿望将面临严重挑战。
  
  美军研制太空作战武器的情况
  
  美国空间军事研究经费每年有近百亿美元。美国空军航天司令部认为:“在空间作战,可以采用轨道系统和地面系统。”拉姆斯菲尔德最近表示,如果要让太空在未来的战争中发挥更大的作用,解决方案就是“控制太空”。美国国防部目前正在策划研发数十个太空技术项目,研制功能强大、通信便捷的卫星系统。这些项目包括:
  1. 更换几乎所有的侦察卫星
  目前的新型侦察卫星虽然能获得地球上目标的精确照相图像和雷达图像,但是它们每隔几小时才能有几分钟飞过目标上空。要研制的新型侦察卫星能够穿透有伪装功能的地面目标,其空间摄像系统工作在数百种不同红外线和可见光波段。它能够连续不间断地监视地球上的目标,提供目标图像,利用红外成像搜索弹道导弹、巡航导弹以及伪装网下的坦克等,灵敏度极高。美国国防部和国家侦察办计划在2012年之前投入经费600亿美元,部署由20~30颗雷达跟踪卫星组成的卫星集群。
  2. 图像采集分辨率极高的微型卫星集群
  它在不同的空间轨道上部署,接受地球上反射的高能雷达电磁波束,用于提供全球雷达监视图像数据,描绘地面战场的详细图像。每颗卫星的重量为136kg,配置双稳态接收器,接收地面和其它卫星的信号。微型卫星发射成本低廉,而且一群散布在空间不同轨道上卫星摄取的图像比一颗大卫星摄取的图像要清晰得多。
  微型卫星集群的设计思想是,用微型卫星集群代替一个大卫星的功能和作用。微型卫星集群的作战优势是,当一颗卫星失灵时,不影响整个系统作战,并且可在几小时内集中靠拢在一起,对世界的某一局部区域实施高精确度的监视和测绘。美国国防部计划2005年部署集群微型卫星。
  3. 监视地面战争行动和空中飞行器的太空雷达网
  它可以在低云层、暴风雨和黑暗等各种气候条件下,接受地球表面的反射信号,监测弹道导弹发射装置和车辆等移动目标,形成目标的实时高分辨率的详细图像和地貌数据。
  1994年和2000年,NASA在太空飞行器上成功地安装了雷达轨道装置,但要实现美国国防部希望覆盖全球的24h雷达监视,则需要在地球低轨道上部署至少20颗高性能卫星。2003年美国空军投入2800万美元,并计划在2004年和2005年分别投入3000万美元。美国空军希望2010年部署这个太空雷达网。
  4. 使用激光通信系统的太空信息网络

  作者:张保庆(中国航天二院208所高级工程师)

“霍洛伦斯”AR眼镜

  监制:光明网科普事业部

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  6月18日,美国总统特朗普下令美国防部立即启动组建“天军”的进程。特朗普表示,“天军”将独立于空军,成为美国武装力量的第六军种。这是美国军队成立独立作战部队的关键一步,对于美国太空作战力量而言具有里程碑意义。

机器人将成为美军士兵战友

  近年来, 为维护本国太空安全和利益,占据太空领域优势地位,美国尤为关注太空安全能力发展,加速发展太空对抗装备和技术,积极备战向太空延伸的军事冲突。

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  太空对抗是指为争夺太空控制权、保证太空优势而采取的作战行动。太空对抗系统由太空态势感知系统、进攻性太空对抗系统、防御性太空对抗系统三部分组成。

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  在未来战争中,太空态势感知系统将发挥“耳目”作用,是遂行太空对抗作战的前提;进攻性太空对抗系统将发挥“利剑”作用,可降低甚至摧毁对手的太空能力;防御性太空对抗系统将发挥“盾牌”作用,通过主动或被动方式,防御并阻止敌方对太空系统的攻击。

V-280“勇士”倾转旋翼机

  太空对抗作战的“耳目”—太空态势感知系统

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SB-1“无畏”高速直升机

  美国空军“太空篱笆”(space fence,正式名称为“空军太空监视系统”,AFSSS)项目(图片来自中国科学报)

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  太空态势感知能力是洞察和掌控潜在对手航天活动意图与动向、确保太空资产安全的关键,是进行太空控制的基础和前提。美军将太空态势感知能力建设作为重点领域加速推进,积极构建天地一体化的太空态势感知网络体系。

BAE公司的M8“布福德”

  美国正在研制的新一代“太空篱笆”系统采用大型S波段单基地相控阵雷达,预计2019年具备初始运行能力,建成后可探测、跟踪和测量20万个直径大于2厘米的太空目标。近期,美军高度重视亚太地区监视能力和战场态势感知能力建设,以期保持太空态势对美军单向透明优势。如美军在澳大利亚部署的地基C波段太空目标监视雷达具备全面运行能力,将大幅提升对亚太地区的太空目标监视能力;未来在澳大利亚部署的“太空监视望远镜”每晚能多次扫视整个地球同步轨道带,将明显提升美军对中高轨太空事件的监测认知能力和反应速度。

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  天基态势感知系统方面,美军持续提升地球同步轨道目标和局域特定目标持续监视能力。为填补“探路者”卫星服役期满后与后续微小卫星星座间的天基太空监视能力的缺口,美空军成功发射“快速响应太空”-5卫星,卫星载有的光学成像系统每天可从低轨对地球同步轨道目标进行15次扫描监视,所验证的技术还将用于未来的太空目标监视星座以及通用星载太空态势感知传感器。美空军已成功发射4颗“同步轨道太空态势感知计划”(GSSAP)卫星,GSSAP单星质量600千克,星上可能搭载宽视场观测相机、窄视场成像相机、红外相机、电子信号截取设备等,可在地球同步轨道附近机动,对高轨目标进行抵近详查,甚至截取电子信号,能够为美军太空作战提供目标技术侦察和行动意图判断。

通用动力公司的“狮鹫”

  摧毁对手太空能力的利剑—进攻性太空对抗系统

2019年美军将迎来哪些先进技术或装备?近日,美国“军事”网站进行预测盘点,罗列出美军即将装备的几款新武器,其中不乏“黑科技”。 头戴式增强现实设备 据报道,2019年微软公司将向美陆军提供10万套“霍洛伦斯”头戴式增强现实设备,即AR眼镜,该合同价值高达4.79亿美元。 美陆军此前已在训练中使用过这款眼镜,这次采购目的是将其应用于实战。据悉,佩戴者可以通过该眼镜看到战场虚拟画面,坦克手甚至可以“透视”装甲,看到坦克外面敌方车辆踪迹,使他们拥有先敌识别、决策和攻击能力。 另据资料显示,这款头戴式增强现实设备不仅能够为作战人员显示敌我双方的目标位置和情报信息等,还具备夜视功能。此外,该设备还能实时监测佩戴者的呼吸、心跳等生命体征。 463.com永利皇宫,机器人正式加入作战班组 根据一份报告显示,五角大楼要求在2019年年中前完成人-机器人协同作战的“联合兵种班”研究和组建工作,以便“把人类与无人装备、通信和信息以及各领域先进作战能力结合起来,在日益复杂的作战环境中最大限度提高班组战斗水平”。 随着2019年到来,“联合兵种班”组建工作已进入收尾阶段。该报道称,美陆军步兵班将率先装备具备运输能力的机器人,帮助士兵携带各式装备、探测器等。海军陆战队队员则使用机器人执行侦察任务。 值得一提的是,“联合兵种班”装备的所有机器人都由现有机器人或无人机改装而来,技术难度不大。“军事”网站援引英国情报官员的话称,“到2025年前后,美陆军实际拥有战斗机器人数量或将多于人类士兵人数;到2030年时,它们将无处不在。” 高超声速武器越来越近 发展高超声速武器及反高超声速武器位列美国国防部的“最高技术优先事项”。高超声速武器以5倍声速飞行,目前任何弹道导弹防御系统都无法拦截,被称为突破现有反导系统的“撒手锏”,美军在这一领域的企图,是制造出远超竞争对手的所谓“终极”武器。 据悉,在过去两年里,美国国防部高级研究计划局投入到高超音速武器项目上的预算持续增加,该局目前正同步推进八大高超音速武器计划,分布在陆海空天各领域,规模全面超越其他国家。该报道称,随着过去几年的推进,2019年,美军距离这种武器将更进一步。 “黑鹰”继承者进入最后竞争 2019年,美陆军获得新一代垂直起降飞机的计划将有初步结果。为替代服役已久的“黑鹰”直升机,此前美陆军向各大军工企业发出邀请,要求设计新一代垂直起降飞机。西科斯基和波音两大公司联合研发的SB-1“无畏”高速直升机和贝尔直升机公司研发的V-280“勇士”倾转旋翼机成为最后竞争者。 SB-1“无畏”高速直升机设计特点是在普通双旋翼基础上增添一副推进螺旋桨,该机最大亮点是飞行速度快,时速可达465公里。V-280“勇士”倾转旋翼机在现役V-22“鱼鹰”基础上设计而成,飞行时更加稳定,目前最大飞行时速超过385公里,理论上最大航程可达3890公里,号称“拥有出色的全球部署能力”。 轻型坦克样车二选一 美陆军认为,现役主战装备在山地、丘陵等复杂地形条件下的通过能力很差,影响正常作战行动,因此重启轻型坦克计划。 该报道称,2019年,美国两大军火商BAE系统公司和通用动力公司将为美军制造出12辆轻型坦克样车,均为M8“布福德”和“狮鹫”轻型坦克改型型。样车生产完成后,美国陆军对其进行测试,被选中车型将于2025年正式开始量产。另据“移动保护火力”项目计划,美陆军的采购数量将超过500辆,为快速反应部队提供火力、机动力和防护力方面支援。

  美国拥有可用于反X任务的中段反导拦截弹,曾于2008年用“标准”-3导弹摧毁了一颗失控的在轨间谍卫星,以实战的形式验证了动能反低轨卫星的能力;美军“反通信系统”(CCS)电子战太空对抗系统统可全球部署,具备对地球同步轨道通信卫星的上行链路干扰能力。

  鉴于发展太空攻防对抗手段的复杂性和敏感性,美国近年来多通过掩军于民、隐蔽推进的方法,以在轨操作、太空碎片清除等为重点,加紧演示验证和储备太空攻防对抗技术。美国已多次试验近地轨道和地球同步轨道近距离接近和交会技术,以及跟踪、瞄准和拦截技术。

  美国重点发展的“凤凰”计划、“蜻蜓”计划以及“地球同步轨道太空态势感知计划”(GSSAP)等在轨操作技术进一步成熟,太空攻防对抗手段多样化趋势更趋清晰。

  此外,美国开展的“天基杀伤评估”计划探索在弹道导弹防御系统中整合天基拦截器的可行性。美国新一届政府极有可能在任期内借助“天基杀伤评估”项目,安排与天基拦截相关的技术项目,未来具备潜在太空攻防用途。

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  未来太空武器作战设想图 [资料图](图片来自中国科学报)

  防御敌方对太空攻击的盾牌—防御性太空对抗系统

  美军充分认识到太空系统的脆弱性,为弥补这一弱点,美军制定了太空系统分散式体系结构和多样化防护并举的发展思路,并在美空军发布的《弹性与分散式太空系统体系结构》白皮书中系统阐述了对太空系统“弹性”和“分散式太空系统”体系结构的认识和思考。

  分散式太空系统体系结构的五种途径分别是:结构分离、功能分解、有效载荷搭载、多轨道分解、多作战域分解。而多样化太空防护更加强调发展主动防护能力,以分离、多样化、分散、欺骗、冗余备份等六种途径,提高卫星系统防护能力,确保太空系统在任何时候均可应用。

  近年来,多种主动防护能力建设项目重新获得关注,如要求所有重要卫星都具备轨道机动能力、推进卫星通信干扰源探测技术研发等。尤其是在下一代天基预警系统发展方面,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,实现弹性与分散式太空系统体系结构,提高系统的可靠性、抗毁性与弹性。

  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,性能改进的重点在于抗毁性得到了大幅提升。

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