国外空间攻防作战技术发展新动向

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  目前,空间已经逐渐成为维护国家安全和利益的新军事制高点。空间军备竞赛被推向了一个新的发展阶段,空间军事技术正从以注重空间支援保障为主,拓展至空间攻防对抗领域。鉴于空间攻防对抗的复杂性和敏感性,世界主要军事强国均通过各种演示验证项目与军民两用项目,隐蔽地推进空间攻防作战能力的发展。快速进入与应用空间技术、空间碎片清除、轨道机动平台等技术均取得了新的发展,这些技术经过改造与演变后均在空间作战领域具有重要的应用前景,许多演示验证项目也具备物化为反卫星武器的可能。
  空间态势感知继续受到高度关注
  提升空间态势感知成为军事空间任务新领域。2012年10月,美国国防部发布新的《国防部空间政策》,该政策旨在按照国家空间目标与指导原则的变化调整,明确军事空间发展需求,有序开展军事空间力量建设。该政策的一个显著变化是,将空间态势感知能力与以往的空间支持、力量增强、空间控制和力量运用4种任务活动并列,作为一个独立的任务领域,显示了美军对空间态势感知的重视。此外,将空间态势感知从空间控制子领域中提升为新的独立任务领域,可以淡化空间对抗意味,为美军大力发展该领域减少舆论风险。
  多个空间态势感知项目取得新进展。美国继续发展天基空间监视系统。2012年,美国“天基空间监视卫星”(SBSS)首颗“探路者”卫星开始执行卫星与空间碎片跟踪任务,标志该系统已具备初始作战能力;美国国防部先进研究项目局(DARPA)提出了基于在轨空间望远镜的“伽利略”计划,利用光纤控制与长基线天文干涉技术,实现对地球同步轨道内的物体进行更快成像。
  加拿大天基空间监视系统即将投入使用。加拿大首颗军用卫星“蓝宝石”和“近地物体监视卫星”已经完成最后试验测试,近期将发射升空。“近地物体监视卫星”将开发新型技术探测卫星和碎片,“蓝宝石”则是更多沿用了常规的光电传感器系统,获取太空物体的成像。这些数据将被送往加拿大军方的传感器系统运行中心,转而发往美国范登堡空军基地的联合太空作战中心。
  美国“空间篱笆”系统取得重要进展。2012年2月,美空军批准了洛克希德·马丁公司提交的雷达系统初步射击方案;3月,洛克希德·马丁公司为美空军“空间篱笆”系统研制的新型雷达系统样机开始跟踪空间目标,标志着美国空间态势感知能力发展迈出重要一步。根据计划,美国空军将于2013年授出该项目研制合同,于2013年11月进行关键设计审查,2017年具备初始作战能力。“空间篱笆”系统首个雷达已选址夸贾林试验靶场,并于2013年9月开工建造。该系统将使用多部S波段地基雷达,能够探测、跟踪和精确测量空间目标,可探测的空间目标数量将达到20万个,有助于美国空间态势感知能力从“发现空间碰撞”向“预知空间碰撞”转变。
  美国波音公司完成空间监视望远镜升级。近期,波音公司完成了毛伊岛“先进光电系统”(AEOS)望远镜的升级工作。美空军宣布AEOS已具备初始运行能力,可以开展对近地空间和深空目标的成像与监视工作。毛伊岛空间监视综合设施共有6台高精密望远镜,用于空间目标的跟踪和成像,为美空军开展研究和进行空间态势感知服务。
  德国发展激光监视空间碎片技术。2012年德国航天局与奥地利激光站合作,成功进行了欧洲首次利用激光技术探测空间碎片的演示试验。以此为基础,德国航天局正在研制和建造“空间碎片监视平台”,计划于2014年前完成。届时每秒钟将从地面向空间发送1000个激光脉冲,从而以高灵敏度记录从空间碎片目标折射回来的光束。“空间碎片监视平台”建成运行后,如果能使用更高功率的激光,将可能被用于清除空间碎片。激光束击中碎片表面后能够减缓碎片速度,碎片速度降到一定程度后将开始下降,最终进入大气层烧毁。
  空间在轨服务技术演示验证持续开展
  空间在轨服务技术成为了一个新的、独立的研究方向,它以成本低、风险小、隐蔽性高、军事利用价值强等特点,成为未来空间技术新的研究热点。
  近期,多家机构提出了不同卫星的在轨服务方案,技术复杂程度也各有不同,从简单的接管卫星姿态控制和推进工作,到复杂的修复卫星,甚至包括从其他卫星上拆卸组件修复故障卫星。比较典型的有以下4种技术方案:
  一是ViviSat公司提出的“任务拓展航天器”(MEV)方案,即利用连续到目标卫星上的MEV执行轨道保持任务,使燃料耗尽的卫星能够继续服役,同时可在目标卫星服役期末将其送入“坟墓”轨道,避免对其他卫星造成威胁;二是加拿大MDA公司利用其为航天飞机和国际空间站研制机械臂的经验,提出的“空间基础设施服务航天器”方案,该航天器与目标卫星对接后,不仅将协助保持轨道位置和进行姿态控制,还将使用机械手为后者加注燃料或进行维修工作;三是美国国家航空航天局(NASA)卫星在轨服务能力办公室利用在“哈勃”望远镜上积累的深空在轨服务经验,研制相关技术进行燃料加注或其他服务,当前重点是在国际空间站上进行的“机械人燃料加注任务”(RRM)试验;四是美国DARPA提出的复杂的“凤凰”计划,利用一台服务航天器从退役的卫星上采集太阳能帆板、天线或其他有用部件,安装在新的或是需要修理的卫星上。
  NASA开展空间在轨服务技术演示验证。2012年3月,NASA与加拿大航天局合作,在国际空间站进行了“机械人燃料加注任务”(RRM)试验,演示验证了地面操作人员遥控国际空间站上的“德克斯特”机械臂,使用专用工具为航天器提供精确在轨服务的技术,此次试验中NASA的操作人员操作“德克斯特”机械臂利用RRM试验模块上的剪线钳,先后切断了两条直径0.5毫米的“锁线”;6月进行的另一次试验中,NASA操作人员遥控国际空间站上的“德克斯特”机械臂,抓取RRM试验模块上的多功能工具,拆除了航天器发射前加注各种液态和气态燃料所需的燃料加注适配装置。在3月和6月的任务期间,还对模拟卫星进行了昼夜拍照,以供研究使用。
  “凤凰”计划授出技术验证合同。美国国防部正在寻找途径,重新利用地球数千英里上空的太空废弃物,使其成为有价值的卫星部件,甚至是组成全新的卫星。美国DARPA已经启动一项名为“凤凰”的计划,旨在寻求方法,对不再发生作用的卫星中仍可发挥功能的部件进行循环利用,并以低廉的成本将它们集成到新的太空系统中。“凤凰”计划旨在利用类似机器人的运载器从地球静止轨道内(地球上空3.5千米)已经退役或死亡的卫星上抓取仍能工作的天线,并将它们安装在从地面发射的较小卫星或纳卫星上。

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