面對太空潛在威脅 反衛星手段都有啥?

出品:科普中國

監製:光明網科普事業部

據近日有關報道,俄羅斯正在製造能擊落在軌衛星的激光炮死亡射線。俄羅斯也證實,這種武器的大小相當於一臺望遠鏡,將集中對付在近地軌道上對太空船構成威脅的太空垃圾。儘管如此,但專家們仍擔心它可能成為俄總統普京武器庫的重要組成部分,一時間,反衛的話題再次成為了輿論的焦點。其實,有關國家對反衛裝備技術的研發,在世界上第一顆衛星上天之後,就已開始了。

面对太空潜在威胁 反卫星手段都有啥?

圖1美軍宙斯盾驅逐艦發射“標準”導彈

上升式反衛

所謂上升式反衛是指當目標衛星經過上空時,從地面、海上、空中發射導彈進行瞄準攻擊的反衛星方式。

美國最早發展上升式反衛武器。1959年,美國開始進行“大膽獵戶座”反衛星導彈攔截衛星的試驗。一開始,由B-52戰略轟炸機多次向近地軌道的報廢靶標衛星發射“大膽獵戶座”攔截彈,但試驗都失敗了。換了B-58轟炸機做載機,試驗也沒成功。最後以B-47轟炸機為載機向靶標衛星發射“大膽獵戶座”反衛星導彈,成功擊毀一顆報廢衛星,試驗終獲成功。

上世紀五六十年代,因為導彈的精度不高,所以就嘗試採用太空核爆的方式反衛。上世紀60年代初,美國陸軍就部署了具有核戰鬥部的“奈基—宙斯”導彈,用於攻擊低軌衛星。美國空軍則以“雷神”導彈為基礎發展核反衛星導彈。但太空核爆反衛是“殺敵一千,自損八百”、損人不利己的方式,所以,“奈基—宙斯”“雷神”導彈最終被美國放棄。

美國從上世紀70年代後期開始探索發展上升式動能反衛裝備。1979年,美國開始發展由F-15戰鬥機發射的空射ASM-135反衛星導彈。ASM-135反衛星導彈採用兩級火箭助推,本身並不攜裝炸藥,靠直接碰撞殺傷衛星,所以,ASM-135反衛星導彈裝有數十個小型發動機、紅外導引頭。

1985年9月13日,一架掛載著ASM-135反衛星導彈的F-15戰鬥機,在約11.6公里高度,發射了一枚ASM-135導彈,成功擊落一枚552千米處的報廢軍用偵察衛星。

美軍還大力發展海基反衛手段。2008年2月,美國海軍“伊利湖”號導彈巡洋艦發射一枚改進後的“標準”SM-3 Block IA導彈,成功擊毀USA-193號偵察衛星。

俄羅斯同樣具備上升式反衛能力。2015年11月18日,俄羅斯成功完成一次新型反衛星導彈的首次飛行試驗,摧毀了一枚衛星。

電子干擾反衛

2011年12月,一架美軍RQ-170隱身無人偵察機被伊朗俘獲,轟動世界。當時,RQ-170進入伊朗境內進行偵察,伊朗先對其進行通信壓制,使其失去了美方的遙控。之後,伊朗利用RQ-170的GPS導航系統缺陷,直接重構了RQ-170的GPS座標,使該機誤認為已經抵達了美軍在阿富汗的基地,從而降落在伊朗境內。

這種對衛星信號接收的干擾是最常用的衛星干擾方法。作戰時,用干擾發射天線對著目標上的衛星信號接收天線,發射與衛星信號同頻或非同頻大功率干擾信號。同頻干擾以功率佔用為主,對衛星接收通道進行一定頻率範圍內的功率佔用,使干擾信號的場強遠遠大於正常到達地面的衛星信號場強,形成干擾、壓制,破壞其正常接收。非同頻干擾是指使用高電平干擾信號讓目標衛星信號接收系統的高頻頭進入飽和狀態。

對衛星實施電子干擾的另一種方法,是直接對著天上的衛星進行干擾,破壞衛星的正常運行或有效載荷正常工作。

對衛星的直接干擾,可干擾衛星遙控、遙測系統,使目標衛星失去地面控制,喪失正常運行。也可直接干擾衛星任務載荷。如在瞭解偵察衛星偵察設備工作頻段的基礎上,採用強功率干擾破壞其偵收設備工作。

定向能反衛

面对太空潜在威胁 反卫星手段都有啥?

圖2 太空激光武器示意圖

定向能反衛是指通過發射高能激光束、粒子束和微波束照射目標,使其毀壞或喪失工作能力。目前較成熟的定向能武器是激光武器,美國和蘇聯都較早進行了探索發展。

20世紀70年代中期,蘇聯就開始研發試驗地基反衛星激光武器。1975年10月,兩顆監視蘇聯洲際彈道導彈發射井的美國早期預警衛星,飛臨西伯利亞上空時其紅外傳感器忽然失效長達4個小時,據報道,原因是遭到蘇聯地基反衛星激光的照射。上世紀80年代中期,蘇聯在其境內就部署了可對1500千米以下的低軌衛星進行干擾和毀傷的地基反衛星激光武器系統。

美國也發展試驗能干擾、致盲和摧毀低軌衛星的地基反衛星激光武器系統。美國陸軍於1997年10月就使用化學激光器進行了攻擊在軌衛星的試驗。

同時,美蘇也都積極發展空基激光武器。蘇聯曾以伊爾-76MD運輸機為平臺,發展裝有氣體激光器的A-60激光飛機,並於1981年升空試飛。從最近的有關報道來看,俄羅斯又已重新啟動類似項目。

美國發展的空基激光武器系統就是著名的YAL-1A激光攻擊飛機。2010年2月11日,首次成功進行彈道導彈攔截試驗,用1兆瓦激光擊毀一枚飛行中的液體燃料彈道導彈。但該機發展因為種種原因後來下馬了。

隨著固體激光技術、激光光束控制技術、紅外探測技術等不斷進步,2016年8月,美國國防部導彈防禦局正式提出了“低功率激光驗證機”項目,發展高空無人激光攻擊系統。

在天基激光武器系統研發上,美俄也早就開始了大量的研究探索。1981年,蘇聯在宇宙系列衛星、飛船和“禮炮”號空間站上,進行了一系列激光武器打靶試驗。美國1992年以來,也進行多次進行天基激光武器試驗。

共軌式反衛

面对太空潜在威胁 反卫星手段都有啥?

圖3 X-37B繞地飛行電腦想象圖

所謂共軌式反衛,是指將攔截航天器送入目標衛星的軌道平面,逐步緊逼目標衛星,然後對目標衛星實施干擾、破壞、摧毀,或進行捕獲、改造等。

目前,共軌式反衛裝備已經發展出多種,比較早的是反衛星衛星。反“衛星”衛星又稱“太空雷”,由爆炸裝置、引信、遙控系統和動力系統等構成,可以預先部署潛伏在空間軌道上,也可以機動部署,戰時可根據地面指令,在其自身搭載的雷達引導下,自動接近、識別目標衛星。當距目標衛星800米之內時,啟動自毀裝置,通過爆炸碎片摧毀目標。

反衛星衛星蘇聯發展的比較早。1964年,蘇聯就開始研發“衛星殲滅者”,到1972年,共進行了20次測試,攔截了7個目標,引爆了5次。俄空天軍還在發展新型反衛星衛星。

航天器在太空也可發射武器攻擊目標衛星。蘇聯曾在“禮炮”3號空間站上架設一門有效射程為3000米的R-23速射航炮。1975年1月24日,在航天員撤離後,空間站在遠程遙控狀態下進行了首次試射,發射的20發炮彈均成功命中目標。

在太空中使用機械臂抓捕目標衛星,技術上也十分成熟。1993年,美國“奮進”號航天飛機入軌3天后,經過一系列在軌機動,與歐洲的“尤里卡”衛星交會,之後,“奮進”號航天飛機用機械臂將重4.5噸的“尤里卡”衛星抓回。

隨著技術的發展,一種天基反衛裝備可同時擁有多種反衛能力。2007年3月8日,美國“軌道快車”試驗驗證裝置發射升空,任務中,成功進行了燃料傳送和組件更換試驗、自主停靠和捕獲試驗。無容置疑,這些技術均可運用於反衛行動中。

作為通用武器平臺,一直在軌飛行的美國X-37B空天飛機可衍生出多種作戰能力,可與導彈、激光武器、高功率微波武器結合,也可以裝上機械手。

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