美國防部尋求部署天基定向能武器

美國防部尋求部署天基定向能武器

近幾年,美國防部一直在重點研究在太空中部署天基攔截彈的概念;與此同時,美國防部正在重新審視天基定向能武器概念,尋求在太空中部署高能定向武器,將其作為助推段反導的終極手段。天基定向能武器未來將為美國的彈道導彈防禦架構提供新的攔截方式,為美國本土防禦增添另一層保護。

1. 背景

雖然美軍當前在阿拉斯加州格里利堡軍事基地以及加利福尼亞州范登堡空軍基地部署了數十枚地基攔截彈,但美國導彈防禦專家仍然認為天基攔截彈和天基定向能武器在美國本土防禦中具有重要價值。

1977年,美空軍開始資助天基激光武器的研製。1983年,美國總統里根提出了“戰略防禦倡議”,指出美國需要在太空部署天基攔截彈和天基定向能武器(如微波、激光、高能粒子束、電磁動能武器等),以在敵方戰略導彈來襲的各個階段進行多層次的攔截。但隨著冷戰的結束,該項目也隨之取消。如今,俄羅斯與中國都在發展現代化核力量,朝鮮和伊朗繼續研製射程可到達美國的遠程導彈。為應對這些國家的戰略威脅,天基定向能反導武器的研究開始受到進一步重視。在相關計劃支持下,美國先後開展了“阿爾法”激光器、直徑4米的大型聚焦鏡等研究。

2. 當前進展

美國防部研究與工程副部長邁克爾•格里芬2018年9月在國會山舉行的圓桌會議上指出,要將敵方導彈扼殺於“最初飛行階段”,從長遠來看,定向能武器是美國導彈防禦的發展方向。美國2020財年國防預算為美國導彈防禦局(MDA)申請的預算中有3.04億美元用於天基定向能武器相關技術的研發。

2020財年國防預算文件指出,MDA正在與美國各國家實驗室和工業界合作,通過投資展示高效電子激光器所需的激光組件技術來開發激光放大技術;並計劃通過對這些激光組件進行演示以證明美國的激光能力。此外,預算還涉及中性粒子束武器的技術研發工作,包括設計、開發和開展天基定向能量攔截層的可行性論證。這些工作將利用過去和現有關於粒子束,相關使能技術以及激光放大、指向與穩定技術的研究成果,旨在提供一種組件技術,以改善定向能作戰系統的成本效益、尺寸、重量和功率,為2023年中性粒子束武器進入在軌演示打下基礎。

3.性能優勢

天基定向能武器以太空為部署基地,利用高能激光對太空或大氣中的有效載荷進行殺傷或攔截。總體而言,天基定向能武器系統集成了天基系統和激光系統的雙重優勢。

首先作為天基系統,部署基地不存在領土、領空主權問題,也不會輕易受到敵方防空系統的攔截,對地球的掃描覆蓋範圍大,可以把地球上剛起飛的彈道導彈作為攻擊目標。如果是地球靜止軌道激光衛星,大約可以覆蓋42%的地球表面。如果是近地軌道激光衛星,欲實現全球覆蓋,就要增加激光衛星數量。由於近地軌道衛星離目標比較近,激光武器的殺傷威力更大。

其次作為激光武器,具備三大優勢:①反應速度快。由於激光以光速傳播,速度非常快,從激光器出口傳輸到目標的時間可以忽略不計。②使用成本低。高能激光器每次射擊持續的時間為3-5秒,每次射擊消耗的化學燃料成本約為1000美元,即便反覆射擊數十次,成本也遠低於一枚動輒上百萬美元的攔截導彈。③打擊精度高。激光武器可將能量匯聚成極細的光束,準確命中目標關鍵部位,使其燒燬或者失效,無附加損害或汙染。

4. 面臨挑戰

雖然美國在天基激光武器的研製上已有40多年的經驗,但始終未能實現其在軌部署。究其原因,還是因為實戰型天基激光武器面臨諸多困難與挑戰。

首先,高功率激光器必需小型化,以便在衛星上進行部署;再者,必須在宿主衛星上安裝電源,為激光器供能。這些都是技術上面臨的難題。

其次,天基系統維護難度高,一旦發生故障,維護需要耗費大量人力、財力、物力與時間。此外日月引力、太陽光壓等作用在武器系統上,產生微弱力矩,導致其在運行過程中逐漸偏離既定軌道,需消耗燃料進行軌道修正,能源消耗過多時需要在軌加註、補充推進劑。

最後,天基武器系統沿既定軌道運行,而軌道目標的探測、跟蹤難度不大,容易被地基反導反衛武器摧毀。目前的大多數地基反導系統,不管是動能武器還是定向能武器系統,都具有攻擊軌道目標的潛力。


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