天外非桃园卫星须自卫

1999-06-07 19:30一林
航空知识 1999年10期
关键词:武器轨道卫星

一林

自1991年海湾战争以来,在“波黑维和行动”、“沙漠之狐”(1998年12月美、英对伊拉克的空中打击)等军事行动中,卫星对取得战争胜利,显示出了巨大的不可替代的作用。未来的战争,包括局部战争,必定是一场高技术条件下的信息战、网络战,也是一场陆、海、空、天“全面开花”的一体化战争。在这种高技术武器装备大显身手的战争中,尽管卫星还不能成为直接打击敌人的“杀手锏”,但它已成为主战武器不可缺少的配套系统和保障系统。

在战争中大显身手

1999年3月到6月,在以美国为首的北约对南斯拉夫联盟发动的大规模空中打击行动中,军事卫星和民用卫星的应用达到了前所未有的程度,共有10多种、50多颗不同类型的卫星为北约的空袭服务。

在实施空中打击之前,必须选择打击目标,掌握目标的准确位置,打击之后,要进行打击效果评估,这都需要先进的侦察手段。派飞机潜入南联盟境内进行空中侦察,必须冒被南联盟防空部队击落的危险。在没有地面部队配合的情况下,北约主要靠卫星侦察来获取要打击目标的各种信息。为此,北约使用了3颗“锁眼”型光电成像卫星、2颗“长曲棍球”雷达成像侦察卫星,并临时发射了3颗小型侦察卫星“助战”。

“锁眼”卫星用于白天获取地面目标的图像,分辨率据称可达到0.1米;星上的红外相机则可在夜间拍摄地面目标图像。“长曲棍球”卫星携带有合成孔径雷达,能穿透云、雾、雨、雪和夜幕,可实施全天时和全天候侦察,特别适用于发现南联盟军队伪装的武器装备,适用于识别他们设置的假目标。甚至,它还能穿透干燥的地表,发现隐藏在地下的军事设施。

法国的“太阳神”1A侦察卫星(见题图)、“斯波特”地球资源卫星,以及“欧洲遥感卫星”等,也都为北约提供了侦察情报。

美国还用“先进旋涡”、“大酒瓶”等电子侦察卫星来截获南联盟总部与军队之间的通信信号;用“白云”号海洋监视卫星来监视俄罗斯和南联盟舰艇的海上行动。

北约在这次“盟军力量”行动中,全面使用了精确打击武器。但由于南斯拉夫地形复杂,丘陵起伏,树木茂密,加上天气多变等因素的影响,就大大减弱了武器采用激光制导和地形匹配制导的效果,所以精确打击武器改用了GPS(全球定位系统)卫星来控制引导。无论是从海上发射的巡航导弹,还是从B-2隐形轰炸机上发射的导弹和制导炸弹,都靠GPS卫星来制导。导弹可以在离目标2400公里以外的安全距离发射,不仅保证了发射导弹飞机的安全,而且也大大提高了命中精度。命中精度从海湾战争中的15米改进为只有几米。在以美国为首的北约对南联盟的残酷轰炸中,通过GPS卫星制导,仅用2枚导弹就炸毁了多瑙河上的瓦拉丁大桥。他们不顾国际公法和外交准则,还公然用由GPS卫星制导的制导炸弹,轰炸了我驻南联盟大使馆,制造了震惊世界的血醒暴行。

巴尔干地区天气复杂多变,常常阴云密布,淫雨连绵,这会给军事行动带来很大不便。为了支持空中打击和获取侦察图像,需要及时、准确的天气预报。在科索沃战争期间,北约动用了美国的4颗“国防气象卫星”、4颗“诺阿”极轨气象卫星、2颗“欧洲气象卫星”。这些卫星都把遥感器对准了巴尔干地区,所以可从不同角度提供气象情报。

通信系统是现代化战争的神经系统。为了保证战争中情报信息畅通,美国的“国防通信卫星系统”、“军事星”、“特高频后继星”,英国的“北约”4、“天网”,以及法国的“电信星”等军用通信卫星,都参与了北约的陆、海、空、天协同作战的通信保障任务,为北约总部与三军部队、部队与部队之间提供了快速、保密的通信链路。尤其是美国还使用了最新研制的“全球广播服务系统”,它被搭载在“特高频后继星”上。通过该系统,美国可从本土同时向各战区、战场的各级指挥员,甚至单兵,发送战场形势、作战命令、气象状况,以及后勤保障等大量信息,极大地提高了作战指挥的灵活性和及时性。

卫星还在搜索救援遇险人员方面发挥了令人叹服的作用。例如,曾有一架美国飞机在空袭中失事坠地,飞行员就借助随身携带的无线电发射机,通过GPS卫星发出求救信号。救援直升机远在160公里以外就收到了,并确定了飞行员的位置,便立即赶去将飞行员救了出来。

反卫星武器已研究多年

俗话说,“有矛必有盾”。在军事卫星付诸应用之时,便是反卫星武器开始研制之日。本世纪50年代末,与军用卫星出现在太空的同时,反卫星武器的研究就开始了。

反卫星武器根据其发射平台在轨道上、地面上、飞机上和舰艇上的不同,有天基、地基、空基和海基反卫星武器之分;按其工作原理,则可分为定向能武器和动能武器。

定向能武器,包括激光、粒子束和微波等武器。激光武器是利用发射高功率的激光束来摧毁或破坏卫星;粒子束武器是通过发射密集的高能带电粒子(如质子、电子等)或中性粒子束来摧毁卫星或使之失效;微波武器是靠发射强大的微波束来破坏卫星的电子设备,从而达到毁伤卫星的目的。

动能武器是通过发射高速运动的弹头,以其整体或爆炸成的碎片,来直接撞击卫星将其毁伤。

不过,这些反卫星武器至今尚处于研制和地面试验阶段,仅作过少量空间打靶试验,离实战使用尚有较大距离。

1990年,美国用“星球大战”计划中名为“智能石”的天基动能武器进行过飞行试验;1995年,美空军从F-15战斗机上发射空基反卫星导弹,进行了首次打靶试验,击毁了一颗正在轨道上运行的军用卫星;1997年10月,美国从地面发射了2束激光,先后击中了即将退役的气象卫星,首次完成了地基激光反卫星武器的试验。

苏联在1968年至1982年间,共进行过20次反卫星武器对目标的拦截试验。70年代后期,苏联也开始研制地基反卫星导弹和天基定向能反卫星武器。苏联解体后,俄罗斯由于经济困难,发展反卫星武器的步伐有所放慢。

霸权主义野心勃勃

随着卫星在现代高技术战争中的作用越来越大,今后,一旦爆发新的战争,轨道上的军用卫星很可能成为敌人第一次打击的对象。在这种形势下,如何保卫卫星,增加卫星的自卫生存能力就变得十分紧迫了。特别是头号空间大国美国,为了控制太空,它不仅重视提高本国卫星的生存能力,而且还鼓吹要限制“敌人”卫星的活动能力。不久前,美国的一位军事空间分析专家在《空间新闻》周刊上著文称:“沙漠风暴”等军事行动证明,侦察卫星、通信卫星、导航卫星,甚至民用对地观测卫星,都会在未来战争中发挥重要作用。一方面卫星势必变成未来敌人攻击的最主要目标,同时,卫星又是易损的,敌人必然会全力以赴地攻击卫星。可以设想,反卫星武器正在作为优先项目列入某些国家的武器装备发展计划。为此,他建议美国政府,要认真研究敌方拥有的空间监视、跟踪和识别空间物体的能力,研究美国的空间系统可能遭受的反卫星武器的攻击,从中找出应采取的对策,以确保美国的军用和民用卫星不受威胁,确保自由地利用太空,并制止敌方利用太空反对美国。

美国在1996年颁布的新的《国家航天政策》中,明确提出要控制太空,并宣称美国要“确保敌人无法阻止我们利用太空”;“必要时,可制止敌人利用空间系统”;“美国要发展、应用和保持对太空的控制能力,确保在太空的行动自由。一旦受令,可剥夺敌人在太空的行动自由。”

1998年公布的《美国空军司令部长期规划——2020年设想》,更是赤裸裸地提出“空间控制权”,强调“美国及其盟国应具有进入太空并在太空自由行动的能力,同时还应阻止敌对国家拥有这种能力”;“美国及其盟国的卫星不仅要有可靠的防护措施,以免受到干扰或攻击,因此卫星及空间系统必须装置探测器,以判定是否将受到攻击,而且还应有阻止或直接摧毁敌对空间系统的能力,包括干扰或破坏敌方天地通信链路,精确打击敌方卫星或其数据接收系统。”

提高卫星生存能力的三原则

提高卫星生存能力的途径,可归纳为“三不易”原则,即:不易被发现,不易受攻击,不易被摧毁。也可称之为保护卫星的“三道防线”。

一、不易被发现

保护卫星的第一道防线,就是要使轨道上的卫星不容易被敌方探测到。具体的措施有:

1.电磁隐蔽

电磁隐蔽的第一种方法是,卫星在轨道上运行时,尽可能不发射或少发射无线电信号。卫星只在经过本国领土上空时才打开发射机发送信号与地面联系,出境时即关闭发射机。当然,这种方法会降低卫星的工作效率和可靠性,同时不利于地面对其进行精确地跟踪和测控。未来的发展趋势是使卫星具有自主导航的能力,不需要向地面发送信号,以摆脱对地面的依赖。

第二种方法是,使卫星天线波束的指向可变,即所谓“天线调零技术”。这时,卫星无须停止发送无线电信号,而是通过调整天线方向,使在可能被敌方接收或干扰的方向上,射频电平等于或接近于零,这样敌方就不能发现了。

2.轨道隐蔽

此法是将卫星部署在离地面数万公里的高轨道上,使其不易被地面跟踪发现。美国已经发射、部署的“军事星”军用通信卫星曾经设计过这种方案:卫星平时“埋伏”在离地面高达10万公里的轨道上,需要工作时再进行变轨,降低高度进入地球静止轨道。工作完毕后,它又回到高轨道上“埋伏”隐蔽。这种隐蔽方式需要消耗大量推进剂,这样就会显著缩短卫星的工作寿命。此外,用于侦察和监视陆地、海洋等的对地观测卫星,需在近地轨道上工作效果才好,所以高轨道隐蔽方式对它们显然不适用。

3.形状隐蔽

像目前已投入实用的隐形飞机那样,卫星表面使用吸波材料制造,或在表面覆盖电磁波吸收型或电磁波干扰型涂料,这样就能够吸收、耗散或抵消对方发射到卫星的电磁波。在这种情况下,即使卫星被对方发射的无线电脉冲扫到,因无反射信号,对方也发现不了。但是,隐形设计也存在技术难题,因为卫星表面总需要留出一定的散热面和装设必要的天线、仪器探头或太阳能电池阵等,这些部位不能被吸波材料所覆盖,这就需要在卫星的结构、热控、电源等分系统的设计上有新的“招数”。

由于卫星一般要长期在轨道上运行,无论采取哪一种自我隐蔽方式,都只能“一时”不被发现,不可能“永久隐蔽”。所以自我隐蔽方式只在战争或危机爆发的短时间内比较有效,时间一长或在和平时期,卫星迟早会暴露的。因此,卫星应具有第二道防线——不易受攻击。

二、不易受攻击

当卫星一旦被敌方发现并跟踪上以后,要设法使敌人无法或难以实施攻击。其方法有:

1.卫星应具有机动变轨的能力,能迅速改变轨道,最好能改变轨道倾角,以逃避敌方反卫星武器的跟踪追击。执行变轨机动必定要消耗大量推进剂,同时要暂时放弃正在执行的任务。显然这个方法要以牺牲工作寿命为代价。

2.施放诱饵

施放若干假卫星,与真卫星一起在轨道上运行,使敌方真假难辨,无所适从,失去攻击目标。假卫星可采用喷涂金属的薄膜制成,其外形、尺寸和重量应尽可能与真卫星相近。这种方法是从弹道导弹的弹头突防技术移植过来的。假卫星诱饵的进一步发展,就是近年来的热门研究对象——卫星群。这样卫星便由被动式的“不易受攻击”,发展为主动式的多卫星同时工作,从而达到“不易被摧毁”的目的。

“不易受攻击”的这两种方法,无论是机动规避,还是施放诱饵,在采取行动之前,首先需要感知和察觉卫星已受到敌方反卫星武器的跟踪和监视。因此,为了实施这两种方法,卫星上应携带能探测、发现和识别的特种敏感器或雷达等装置,以感知和察觉那些行迹可疑的,正在跟踪和接近自己的反卫星武器。

三、不易被摧毁

这就是指应在卫星设计上增加抗摧毁加固措施。当前两道防线均告失效时,或者卫星在不具备“不易被发现”和“不易被攻击”的能力时,卫星在反卫星武器的攻击下,应能够顶得住,或者只受到局部或轻微损伤,不会丧失全部或主要的工作能力。

从近期的研制情况来看,反卫星所使用的武器主要是动能武器、激光武器、微波武器和粒子束武器。

1.动能武器一般是利用火箭推进,把弹头加速到极高的速度,让它与卫星直接相撞,或者使其在接近卫星时弹头爆炸,产生密集的金属碎片来击毁卫星。动能武器摧毁力强,一旦碰上,很难抵御,唯有及早发现,采取机动变轨实施规避,才有可能免遭厄运。

2.对付激光武器和微波武器,重点是应防护卫星某些对激光和微波敏感的部件和部位,对其采取加固措施。例如,对光学镜头、红外器件、光电敏感器等,可采取增加可开闭的保护盖或其它防致盲技术;用核电源代替裸露的易受损伤的太阳能电池;用机械部件代替易受微波电磁干扰的电子部件等。

3.粒子束武器发射出高速粒子流,具有较强的穿透结构的能力。对付粒子束武器,需要在结构上采取加强措施,例如蒙皮加厚、采用双层结构、关键部件和设备的外壳加厚等,也可采用冗余技术来解决。

4.小卫星群

与大卫星相比,小卫星群具有较强的抗摧毁能力,能大大提高卫星系统的生存能力和安全性,因此正日益受到军事部门的重视。大型多功能卫星具有“以一当十”的特点,其性能价格比高,但是在轨安全性较差,因为一旦受到反卫星武器的攻击,就可能全军覆没;而小卫星群则是以“以十保一”的方式投入使用,它们分布在同一条轨道的不同位置,或分布在不同的轨道上,反卫星武器很难将卫星群全部摧毁或各个击破。即使卫星群中部分卫星遭到摧毁,余存部分的小卫星仍可以继续工作,系统不至于完全瘫痪。因此,小卫星群的生存能力和安全性比单颗大卫星高得多。

小卫星还具有快速发射、快速部署的优点,能迅速接替被摧毁的卫星,从而使小卫星网恢复正常的工作。近年来,小卫星及微卫星技术按照“更快、更好、更省”的原则,研究工作进展神速。情况表明,小卫星群的应用,有可能成为未来实现“不易被摧毁”原则、提高卫星自卫生存能力的最有效和最现实的途径。

当然,在爆发战争的情况下,进攻不失为一种积极的防御手段,而且是最好的防御手段。因此,提高卫星生存能力的另一途径,就是“以攻为守”,主动出击。在实施攻击中,除了使用定向能和动能等毁伤性硬武器外,还可以使用软武器,即让卫星拥有电磁干扰手段,以使敌方的卫星性能降低或功能失效,从而达到保卫自己的目的。■

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