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世界各国空间安全态势分析

责任编辑:editor006 |来源:企业网D1Net  2017-08-09 16:37:29 本文摘自:战略前沿技术

空间在国家安全、经济社会发展、科技进步和政治影响力等方面均具有极其重要的战略地位,是国家重大利益所在。越来越多的国家将发展空间作为重要战略选择,不断发布和调整航天战略和政策,指导本国未来航天发展:天地一体空间态势感知装备与技术加速发展,透明化成为空间发展新走向;军事航天装备与技术快速发展,空间军事化进程明显加快;持续推进空间作战演习,应对潜在空间冲突;多项航天前沿技术取得突破,驱动空间军事能力变革。

积极谋划未来航天发展

太空是重要的战略资源,已成为世界主要国家重要建设的领域。近期,世界航天发展日趋鼎盛,主要航天国家纷纷制定了指导未来航天力量发展的战略与规划,提出了各自航天发展的目标、路线与重点任务,为增强航天竞争力、抢占国际航天市场、维护太空安全、获取太空战略优势提供顶层保障。

美国持续调整太空安全战略巩固太空霸权地位。美国以巩固全球领导地位为根本目的,站在国家安全的战略高度谋划太空安全,通过太空威慑维持太空安全与稳定,确保太空赋予美国的战略性优势。美国发布《国家安全战略》《四年一度防务评审》等顶层纲领性文件,将空间安全纳入国家安全体系,为制天能力的长远发展和运用提供了强有力的政策和战略依据。为维护其空间领先地位和既得利益,于2010年出台了《国家航天政策》,2011年出台了《国家安全空间战略》,2012年出台了《国防部空间政策》,2013年出台了《空间作战条令》和《弹性与分散式空间体系白皮书》,2016年美国国防部出台了修订版《国防部空间政策》等一系列航天发展顶层文件,为确保空间安全及空间能力的长远发展提供了基本遵循和方向指南。

特朗普总统2017年1月上任后,至今尚未出台综合性的航天发展战略和政策。虽然特朗普本人并未就军事航天发展做出明确表态,但是美国空军2017年以来在太空作战能力建设方面动作频频,如优化现有机构和流程、开发太空作战架构、跨部门联合太空作战中心更名为国家太空防御中心并正式投入运行,创办“太空旗”新型军事演习等,值得关注。

俄罗斯高度重视太空安全和航天技术优先地位。为维护其在太空领域的战略利益,俄罗斯始终将军事航天发展置于国家安全战略的优先位置,以空天防御、攻防兼备应对太空军事化,通过组建集航空航天、防空防天于一体的空天军事力量体系,不断增强其军事航天力量。俄联邦军事学说是俄联邦最重要的战略规划文件之一。俄罗斯于2010年和2014年先后发布两版《俄联邦军事学说》,均突出强调了军事航天在国家安全与发展中不可替代的地位和作用。特别是在常规力量无法与以美国为首的北约相抗衡的情况下,俄罗斯把航天力量作为维护大国地位和全球战略稳定的重要手段。2012年,俄罗斯颁布的《2030年及未来俄罗斯航天发展战略(草案)》,提出分3阶段完成9大航天发展任务,以确保实现俄罗斯航天技术处于世界先进水平,巩固俄罗斯在航天领域领先地位的战略目标。2016年3月俄罗斯政府审议通过了《2016—2025年联邦航天规划》草案,未来十年俄罗斯将为航天活动划拨14060亿卢布,用于推进包括军用卫星、核动力发动机、超重型运载火箭等在内的各项航天计划的进展,意图发挥其在航天技术领域的传统优势,以此实现俄罗斯的再度崛起。

欧洲强化空间领域竞争力。欧洲国家为维护自身战略利益,重视强化空间领域战略优势,采取一系列措施,加快航天战略产业发展,谋求建设强大的航天工业与技术基础来确保空间优势,推进航天领域可持续发展。欧盟委员会在其《欧洲航天战略》中提出,要增强欧洲在平安安全环境下进入和利用空间的自主性,确保欧洲航天基础设施受到保护且具有恢复力,提升空间监视和跟踪能力,考虑综合性的空间态势感知服务,增强欧洲对空间关键空间基础设施面临赛博安全风险的感知力。

日本积极布局未来空间军事能力发展。2015年1月9日,日本发布新版《宇宙基本计划》,明确以空间安全为核心的政策目标体系,将空间军事应用作为首要政策目标。新版《宇宙基本计划》强调以侦察、预警、通信、导航等军事卫星为重点,加快完善军事航天应用体系,为提升自卫队作战能力提供重要技术支撑;重视加强日美空间领域合作,实现与美军空间能力的有效对接,在提升装备技术水平的同时深化军事同盟。

空间军事化渗透更加显著

空间军事化进程明显加快,美军思维已实现从空间是一种支撑向空间是一个作战域的转变,未来任何重大冲突都有可能延伸至空间。近年来,多个国家致力于军事航天力量建设,在进入空间、利用空间、空间态势感知等领域不断加大力度,太空军事化进程明显加快。

各国进入空间能力加速升级。进入空间是开展空间军事活动的基础,是关键的军事航天能力。世界主要航天国家继续推进新一代航天运载火箭研制,探索实践可重复使用运载系统,在提升进入空间能力的可靠性与效率,降低成本与风险等方面取得了重要进展。

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美国猎鹰-9火箭发射

第一,大力推进新一代大型运载火箭发展。美国轨道ATK公司获美空军支持,开展新中型和重型固体火箭研制,将与猎鹰-9、火神等竞争美军用卫星发射任务。俄罗斯继续推动联盟和安加拉火箭逐步投入使用,并开展新型超重型运载火箭的研制。欧空局批准研制阿丽亚娜-6火箭,计划2020年首飞。印度极轨卫星运载火箭成功实现了一箭20星的发射,正在加快研制具有更强运载能力的地球同步轨道运载火箭。

第二,多国掀起重复使用运载器发展热潮。美国空军X-37B轨道试验飞行器成功进行第4飞行试验,重点验证飞行器携带的有效载荷,表明美军已经基本完成了对X-37B的核心试验鉴定工作,转向作战及其他功能拓展;美国DARPA的“试验性太空飞机项目”进入第二阶段,将开展可重复使用一子级样机的研制;美国联合发射联盟正在研究下一代火神运载火箭的可重复使用能力,计划实现火箭上面级和第一级发动机的重复使用。俄罗斯宣布开展水平返回式可重复运载火箭的研制,计划将涡轮发动机和火箭发动机组合的水平返回式第一级贝加尔首先应用于安加拉火箭。印度可重复使用运载器技术验证机完成了首次飞行试验,迈出了研发完全可重复使用飞行器的第一步。

战场信息支援能力持续增强。随着太空在国家安全和军事作战中地位与作用的日益凸显,世界主要国家加快航天装备更新换代,一批新型的侦察、预警、通信、导航等卫星相继服役,战场信息支援能力持续增强。第一,光学和雷达成像侦察互补侦察卫星体系不断完善。美国“锁眼”系列成像侦察卫星是当今世界最为先进的光学成像侦察卫星,最高分辨率达到0.1米。长曲棍球卫星是美国国家侦察局发展的雷达成像侦察卫星,最高分辨率达到0.3米。俄罗斯新一代“角色”系列卫星是采用光电传输式设计,空间分辨率可达到0.3米。同时,俄罗斯正在研发一种新型的、性能先进的侦察监视卫星系统,系统空间段主要由拉兹丹卫星组成,卫星性能将远远超过俄罗斯现有卫星。第二,预警卫星能力从战略预警向战术预警拓展。美国共有8颗导弹预警卫星在轨运行,包括4颗国防支援计划卫星、3颗天基红外系统卫星、3个大椭圆轨道探测器以及2颗低轨太空跟踪与监视系统导弹中段跟踪与识别技术试验卫星,可对全球重点海区和地区发射的弹道导弹和洲际导弹分别提供15分钟和30分钟的预警时间,对中段飞行的弹头具有一定的跟踪和识别能力。俄罗斯集成太空系统导弹预警卫星系统目前有2颗卫星在轨,其首颗卫星的试验工作已正式启动,系统完成部署后将大幅提升俄罗斯对多类型导弹目标的发射探测和预警时间。第三,导航卫星定位精度更高、抗干扰能力更强。导航卫星的发展受到世界主要航天国家的重视,卫星导航的定位精度和抗干扰能力不断提升。美国正致力于研制新一代GPS-3卫星系统,GPS-3比现役GPS-2卫星更具经济可承受性,并且其精度更高、抗干扰性更强且寿命更长。俄罗斯高度重视格洛纳斯系统建设,并在经费上给予大力支持。欧洲也在稳步推进伽利略系统建设,于2016年5月和11月先后成功发射2批共6颗伽利略卫星,使在轨卫星数量达到18颗。印度于2016年4月成功发射区域导航卫星系统的第7颗卫星,成功完成卫星星座部署,使印度成为全球第4个拥有自主卫星导航能力的国家。第四,军事通信卫星全球覆盖与传输能力不断提升。美军下一代窄带卫星通信系统已全部发射入轨,具备完全运行能力;美军对宽带全球卫星通信系统的后3颗卫星采用了先进数字载荷设计,其中WGS-8已于2016年12月成功发射;美军受保护通信卫星系统先进极高频系统提供的通信业务具有抗干扰、抗截获、高安全性等特点,广泛应用于战区指挥官的通信和指挥,可实时传输图像和战场地图。俄罗斯在补充现有信使和箭系列卫星通信星座的同时,在新一代信使低轨卫星通信和数据传输系统中添加了加密防护功能,并计划在未来几年部署专用机要通信卫星系统。

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美国GPS-IIRM导航卫星

以在轨操作技术为重点隐蔽发展太空进攻技术。世界主要航天国家高度重视进攻性太空对抗系统的发展,大力发展在军民领域均具有广阔应用前景的在轨操作技术、太空碎片清除技术等,隐蔽性和策略性的发展太空进攻技术。

美国在掌握一定低轨反太空能力的基础上,积极开展地球同步轨道在轨操作技术演示验证,谋求全轨道高度反太空能力。DARPA正在实施“凤凰计划”第2阶段合同,重点发展通用对接器、细胞卫星抓取工具、服务卫星机械臂等技术。作为“凤凰计划”的进一步延伸和拓展,DARPA先后提出“蜻蜓”项目和同步轨道卫星机器人服务项目,这些项目开发的技术均可用于侦察、监视和攻击在轨卫星,为美军太空攻防储备坚实的技术基础。

俄罗斯宇宙-2499、宇宙-2504、卢奇卫星被曝进行多次在轨机动。俄罗斯开展的一系列卫星在轨机动操作表明其在具备地基定向能和共轨式反太空技术基础上,正在发展天基操控的新型反太空技术,这将进一步增强俄罗斯的太空威慑能力。此外,俄罗斯计划2016年—2025年设计并建造一款清理者航天器,用于清除地球同步轨道上报废的卫星和火箭上面级。该航天器可以接近、捕获在地球同步轨道的任意目标,未来将具备很强的太空作战潜力。

欧盟“清除太空碎片”项目下的用于清除太空碎片的试验装置等在英国皇家学会科学展览会上进行了展示。该项目计划2023年发射,将成为世界上首个测试空间垃圾捕获系统的任务。德国在轨服务任务启动10年以来,在多个技术领域取得了重要进展,拟于2018年进行在轨试验,重点验证的燃料加注、故障维修等能力,以及使用的机械臂、交会对接、在轨捕获等技术在空间对抗中具有一定应用潜力。

持续推进太空作战演习。随着空间军事化程度加深、空间武器化加速发展,美军越来越重视研究空间作战力量构成及作战使用。为应对潜在太空冲突做好充分准备,美军正在加快发展太空作战能力,举行了一系列太空战演习,代表性的有“施里弗”演习以及近期首次举行的“太空旗”军演。

“施里弗”演习自2001年创办以来先后进行了10次,重点检验了空间作战理论和航天装备运用。通过已经举行的10次“施里弗”空间战演习,美军进一步丰富和完善了空间威慑战略、空间作战条令、空间作战力量运用、太空发展策略等,催生出太空态势感知、作战响应空间、分散式太空体系等一系列新型航天能力与技术,成为太空作战能力建设的指示器,推动空间作战力量不断发展和突破。

作为推进空间实战能力的又一举措,美空军于2017年4月17日—21日举行首次“太空旗”军事演习。“太空旗”演习则更为关注太空作战技战术训练,主要针对可能会在太空轨道发生的作战想定开展演练,旨在使作战人员通过模拟太空作战,更好的了解和理解对手形成的威胁,并以此规划任务,优化战役战术级太空作战管理和指控流程,并为相关能力的开发指明方向。

新兴技术变革空间能力发展

空间技术创新热潮持续高涨,多项具有颠覆性影响的技术取得新进展。美国、俄罗斯和欧洲等都在大力发展太空3D打印、空间激光通信、先进动力等技术,这些技术将为空间军事变革提供更强驱动力,颠覆传统航天发展模式。

太空3D打印技术应用领域不断拓展。3D打印技术的快速发展引发了对太空3D打印技术的关注,从其技术优势看,将3D打印技术引入太空有可能降低航天器研发成本、缩短研制周期,甚至创新系统结构。美国洛克达因公司利用3D打印制造了首批12个“猎户座”载人飞船喷管扩张段,制造时间比传统制造工艺技术缩短了约40%;美国NASA利用3D打印技术制造了一台火箭发动机所需的75%的部件并进行了测试,结果显示该3D打印火箭发动机样机的涡轮泵产生的动力足以满足火箭上面级或火星登陆器需求。俄罗斯利用3D打印技术制造一颗纳米卫星的外壳,该卫星于2016年3月底搭载进步MS-02太空货运飞船被送往国际空间站。法国阿莱尼亚宇航公司与3D打印服务公司Poly-Shape合作,利用3D打印技术为韩国新型通信卫星Koreasat-5A和Koreasat-7制造大型支撑结构件,是欧洲迄今为止使用3D打印技术制造的最大卫星部件。

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美国航空航天局在太空国际空间站运用3D打印技术成功打印出“太空制造 NASA”字样的铭牌

空间激光通信技术取得重要进展。激光通信技术以其高速率、小体积、轻质量以及高安全性受到主要航天国家的高度关注。美国和欧洲等在面临传输巨量数据需求的情况下,加速开发和应用空间激光通信技术与系统,预计2020年前后得到广泛的军事应用,将有效弥补传统微波通信技术在传输速率、抗干扰方面能力的不足。美国加速开发和应用激光通信技术。NASA近年来开展了月球激光通信演示验证、激光通信中继演示验证、卫星激光测距等一系列项目,对激光通信技术进行试验。DARPA也在研发小卫星间激光通信技术,寻求研发重量不到0.9千克,功率消耗不到3瓦的轻量级激光通信终端,最终目标是研制具备太空运行资质的小卫星间激光通信有效载荷,有望为作战人员提供更强的卫星通信能力。

先进动力技术有望变革进入空间能力。当前传统液体与固体火箭发动机基本上已达性能极限,提高空间不大。脉冲爆震火箭发动机、塞式火箭发动机等先进动力技术取得了重要进展,有望突破现有发动机无法实现的性能,可使运载火箭在大幅降低运输成本的情况下,提高运载能力。2016年,俄罗斯建造了首台脉冲爆震火箭发动机验证机,并成功进行了系列测试。脉冲爆震火箭发动机是一种基于爆震燃烧的新型发动机,爆震波使可爆燃料的压力、温度迅速升高。这种发动机结构简单、推重比高、耗油率低,具有重大应用潜力。

关键字:空间态势 空间武器化

本文摘自:战略前沿技术

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