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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

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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/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。

www.9927.com 1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。

  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。”

  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。

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  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。

  美国低轨道红外监视卫星入轨示意图

  “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。

  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。

  美国拥有世界第一的预警卫星系统

  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。

  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。

  “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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  “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。

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www.9927.com 4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。

  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

www.9927.com,  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。

  “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。

  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。

  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。

  “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。

  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。

www.9927.com 5DSP预警卫星将在未来几年陆续退役。

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  积极谋划下一代导弹预警卫星系统

  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

  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。

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  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。

  虽然……

  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。

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