有关国家对反卫装备技术的研发

网赌被黑,  出品:科普中国

  作者:张文昌 远望智库研究员

  监制:光明网科普事业部

  据近日有关报道,俄罗斯正在制造能击落在轨卫星的激光炮死亡射线。俄罗斯也证实,这种武器的大小相当于一台望远镜,将集中对付在近地轨道上对太空船构成威胁的太空垃圾。尽管如此,但专家们仍担心它可能成为俄总统普京武器库的重要组成部分,一时间,反卫的话题再次成为了舆论的焦点。其实,有关国家对反卫装备技术的研发,在世界上第一颗卫星上天之后,就已开始了。

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  图1美军宙斯盾驱逐舰发射“标准”导弹

  上升式反卫

  所谓上升式反卫是指当目标卫星经过上空时,从地面、海上、空中发射导弹进行瞄准攻击的反卫星方式。

  美国最早发展上升式反卫武器。1959年,美国开始进行“大胆猎户座”反卫星导弹拦截卫星的试验。一开始,由B-52战略轰炸机多次向近地轨道的报废靶标卫星发射“大胆猎户座”拦截弹,但试验都失败了。换了B-58轰炸机做载机,试验也没成功。最后以B-47轰炸机为载机向靶标卫星发射“大胆猎户座”反卫星导弹,成功击毁一颗报废卫星,试验终获成功。

  上世纪五六十年代,因为导弹的精度不高,所以就尝试采用太空核爆的方式反卫。上世纪60年代初,美国陆军就部署了具有核战斗部的“奈基—宙斯”导弹,用于攻击低轨卫星。美国空军则以“雷神”导弹为基础发展核反卫星导弹。但太空核爆反卫是“杀敌一千,自损八百”、损人不利己的方式,所以,“奈基—宙斯”“雷神”导弹最终被美国放弃。

  美国从上世纪70年代后期开始探索发展上升式动能反卫装备。1979年,美国开始发展由F-15战斗机发射的空射ASM-135反卫星导弹。ASM-135反卫星导弹采用两级火箭助推,本身并不携装炸药,靠直接碰撞杀伤卫星,所以,ASM-135反卫星导弹装有数十个小型发动机、红外导引头。

  1985年9月13日,一架挂载着ASM-135反卫星导弹的F-15战斗机,在约11.6公里高度,发射了一枚ASM-135导弹,成功击落一枚552千米处的报废军用侦察卫星。

  美军还大力发展海基反卫手段。2008年2月,美国海军“伊利湖”号导弹巡洋舰发射一枚改进后的“标准”SM-3
Block IA导弹,成功击毁USA-193号侦察卫星。

  俄罗斯同样具备上升式反卫能力。2015年11月18日,俄罗斯成功完成一次新型反卫星导弹的首次飞行试验,摧毁了一枚卫星。

  电子干扰反卫

  2011年12月,一架美军RQ-170隐身无人侦察机被伊朗俘获,轰动世界。当时,RQ-170进入伊朗境内进行侦察,伊朗先对其进行通信压制,使其失去了美方的遥控。之后,伊朗利用RQ-170的GPS导航系统缺陷,直接重构了RQ-170的GPS坐标,使该机误认为已经抵达了美军在阿富汗的基地,从而降落在伊朗境内。

  这种对卫星信号接收的干扰是最常用的卫星干扰方法。作战时,用干扰发射天线对着目标上的卫星信号接收天线,发射与卫星信号同频或非同频大功率干扰信号。同频干扰以功率占用为主,对卫星接收通道进行一定频率范围内的功率占用,使干扰信号的场强远远大于正常到达地面的卫星信号场强,形成干扰、压制,破坏其正常接收。非同频干扰是指使用高电平干扰信号让目标卫星信号接收系统的高频头进入饱和状态。

  对卫星实施电子干扰的另一种方法,是直接对着天上的卫星进行干扰,破坏卫星的正常运行或有效载荷正常工作。

  对卫星的直接干扰,可干扰卫星遥控、遥测系统,使目标卫星失去地面控制,丧失正常运行。也可直接干扰卫星任务载荷。如在了解侦察卫星侦察设备工作频段的基础上,采用强功率干扰破坏其侦收设备工作。

  定向能反卫

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  图2 太空激光武器示意图

  定向能反卫是指通过发射高能激光束、粒子束和微波束照射目标,使其毁坏或丧失工作能力。目前较成熟的定向能武器是激光武器,美国和苏联都较早进行了探索发展。

  20世纪70年代中期,苏联就开始研发试验地基反卫星激光武器。1975年10月,两颗监视苏联洲际弹道导弹发射井的美国早期预警卫星,飞临西伯利亚上空时其红外传感器忽然失效长达4个小时,据报道,原因是遭到苏联地基反卫星激光的照射。上世纪80年代中期,苏联在其境内就部署了可对1500千米以下的低轨卫星进行干扰和毁伤的地基反卫星激光武器系统。

  美国也发展试验能干扰、致盲和摧毁低轨卫星的地基反卫星激光武器系统。美国陆军于1997年10月就使用化学激光器进行了攻击在轨卫星的试验。

  同时,美苏也都积极发展空基激光武器。苏联曾以伊尔-76MD运输机为平台,发展装有气体激光器的A-60激光飞机,并于1981年升空试飞。从最近的有关报道来看,俄罗斯又已重新启动类似项目。

  美国发展的空基激光武器系统就是著名的YAL-1A激光攻击飞机。2010年2月11日,首次成功进行弹道导弹拦截试验,用1兆瓦激光击毁一枚飞行中的液体燃料弹道导弹。但该机发展因为种种原因后来下马了。

  随着固体激光技术、激光光束控制技术、红外探测技术等不断进步,2016年8月,美国国防部导弹防御局正式提出了“低功率激光验证机”项目,发展高空无人激光攻击系统。

  在天基激光武器系统研发上,美俄也早就开始了大量的研究探索。1981年,苏联在宇宙系列卫星、飞船和“礼炮”号空间站上,进行了一系列激光武器打靶试验。美国1992年以来,也进行多次进行天基激光武器试验。

  共轨式反卫

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  图3 X-37B绕地飞行电脑想象图

  所谓共轨式反卫,是指将拦截航天器送入目标卫星的轨道平面,逐步紧逼目标卫星,然后对目标卫星实施干扰、破坏、摧毁,或进行捕获、改造等。

  目前,共轨式反卫装备已经发展出多种,比较早的是反卫星卫星。反“卫星”卫星又称“太空雷”,由爆炸装置、引信、遥控系统和动力系统等构成,可以预先部署潜伏在空间轨道上,也可以机动部署,战时可根据地面指令,在其自身搭载的雷达引导下,自动接近、识别目标卫星。当距目标卫星800米之内时,启动自毁装置,通过爆炸碎片摧毁目标。

  反卫星卫星苏联发展的比较早。1964年,苏联就开始研发“卫星歼灭者”,到1972年,共进行了20次测试,拦截了7个目标,引爆了5次。俄空天军还在发展新型反卫星卫星。

  航天器在太空也可发射武器攻击目标卫星。苏联曾在“礼炮”3号空间站上架设一门有效射程为3000米的R-23速射航炮。1975年1月24日,在航天员撤离后,空间站在远程遥控状态下进行了首次试射,发射的20发炮弹均成功命中目标。

  在太空中使用机械臂抓捕目标卫星,技术上也十分成熟。1993年,美国“奋进”号航天飞机入轨3天后,经过一系列在轨机动,与欧洲的“尤里卡”卫星交会,之后,“奋进”号航天飞机用机械臂将重4.5吨的“尤里卡”卫星抓回。

  随着技术的发展,一种天基反卫装备可同时拥有多种反卫能力。2007年3月8日,美国“轨道快车”试验验证装置发射升空,任务中,成功进行了燃料传送和组件更换试验、自主停靠和捕获试验。无容置疑,这些技术均可运用于反卫行动中。

  作为通用武器平台,一直在轨飞行的美国X-37B空天飞机可衍生出多种作战能力,可与导弹、激光武器、高功率微波武器结合,也可以装上机械手。

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