天基平台武器装备是指以卫星、飞船、空天飞行器等位于地球轨道空间或临近空间上的飞行器作为运载平台和发射平台的武器装备,是争夺“制天权”、实现“以天制天”的关键武器。与陆基、海基和空基发射平台相比,天基平台具有打击范围广、反应速度快、生存能力强、保障需求低等特点,是一种具有很高威慑能力和实战能力的作战平台。目前,多个军事强国都在争夺“制天权”,天基平台武器装备是其中的重点研究方向之一,但其具体携带的武器种类、打击目标种类、作战方式等始终没有较为成熟的标准。
天基平台武器装备现状
目前,天基平台武器装备主要包括天基定向能武器、天基动能武器和天基对地打击武器三类。
天基定向能武器 定向能武器是指通过高能量的射束向一定的方向发射、杀伤和摧毁目标的武器系统。其特点是速度快,可以达到或接近光速,能在瞬间击毁数千公里以外的目标。原战略防御协议主要研制4种定向能武器,即高能激光、粒子束、等离子炮和强微波射频武器,近几年来在武器输出能量、光束质量、精密跟踪与控制等方面取得了很大的进展。
以天基激光武器为例进行介绍。天基激光武器是把激光器与跟踪瞄准系统集成到天基平台上而构成的一种部署在空间的定向能武器,利用高功率激光束与目标作用产生高热、电离、冲击和辐射等综合效应,摧毁飞机、导弹、卫星等目标或使之失效。激光武器具有攻击目标速度快、抗干扰性强、杀伤效率高、没有后坐力、不产生空间垃圾等显著优势,非常适合作为天基反卫星武器,也可用于战略、战术导弹的助推段拦截。按照美国的规划,天基激光武器由空间平台、传感器系统、高能激光器、光束控制系统及跟踪系统、瞄准系统及发射控制系统组成。每个天基激光器的质量为3500千克,总的作战时间为200秒。
天基动能武器 动能武器是指利用弹头超高速运动所具有的动能直接碰撞摧毁目标的武器,是最早演示和试验的一类反卫星武器,具有体积小、重量轻、射程远、机动能力强、杀伤力强、直接命中等特点。根据部署方式的不同,动能武器分为多种类型,包括天基、空基、地基和海基,其中部署在外层空间的称为天基动能武器。为区别于通常所指的爆炸性弹头,将这种自带动力系统并自主寻的的武器称为动能杀伤拦截器。采用常规爆炸或核爆炸的方法虽然能有效摧毁在轨卫星,但同时也带来很大的危害和副作用,使用动能武器可以消除这种不利的影响。动能武器不靠增加战斗部质量来提高杀伤威力,而是靠小型化来提高命中精度,达到直接碰撞,使武器命中概率进入良性循环。故小型化、高精度成为了天基动能武器的特点,以下介绍两型动能拦截器。
一型是波音公司研制的动能杀伤拦截器。波音公司研制的动能杀伤拦截器的关键技术包括五个部分,分别是精确捕获目标特征信号信息的导引头、处理导引头信息的高速信号处理机、确定拦截器自身速度和姿态的惯性测量装置、用于拦截器制导计算和飞行路线修正计算的高速数据处理机、使拦截器快速机动的轨控与姿控系统。
另一型是“智能卵石”天基拦截器。“智能卵石”是一种集目标探测、跟踪、寻的、拦截为一体的智能化动能武器。“智能卵石”总体计划方案是由美国劳伦斯·利弗莫尔国立实验室著名物理学家劳韦尔·伍德提出的。该计划由美国导弹防御局负责,目的是研究助推段弹道防御技术和天基拦截器技术。“智能卵石”长0.9米,直径0.3米,总质量不超过40千克,可以独立部署在地球轨道上。数以百计的天基拦截弹可以构成覆盖全球的拦截网。“智能卵石”上的红外探测器可以发现敌方飞行器喷射出的火焰,随后按照指令自动寻的,并依靠自身的动能摧毁目标。“智能卵石”的发展方向是它在与控制中心失去联系的情况下,在空间中将具有自主探测目标、跟踪目标、并以高精度和高速度拦截目标的自主作战能力。
天基对地打击武器 天基对地打击武器是指在天基平台部署武器载荷,从空间对敌方重要地面目标快速实施精确打击的武器系统,通常将对地打击武器称为战斗舱。运行于近地轨道的天基平台在接收到作战指令后释放战斗舱,后者利用自身推进系统离轨进入过渡轨道,随后进入大气层并无动力滑翔机动飞行至目标附近,开启末制导系统并最终将目标摧毁。
天基平台武器装备特点
天基平台武器与陆基、海基、空基平台武器相比具有多种特点:
第一,长时间在轨待命。天基平台可以在地球轨道长时间运行,此过程中可通过自身的太阳能帆板进行能量补给,随时处于待命状态,这与陆基、海基、空基平台相比具有很大优势。
第二,全天候作战。天基平台所处的太空环境为真空环境,不受地面天气变化的影响,性能指标稳定性高,可以实现真正意义上的全天候作战。
第三,全球快速到达。因为天基平台在地球轨道上始终处于运动状态,具有很高的初始速度,可以在接收到作战指令之后的两个小时之内到达全球任意一点的上空。而其他作战平台需要进行较长时间的准备工作才能完成导弹等武器的发射,并且受弹道限制,其到达目的地的速度不如天基平台。
第四,集侦察、打击、评估功能于一体。因为天基平台所处位置可以完成大范围区域的侦察,所以在目前多被用于侦察平台和信息中继平台,地基、海基、空基作战平台与天基侦察平台配合作战并完成打击,在这个过程中,平台配合会降低作战效率。如果天基平台独立完成侦察、打击和效果评估,独立作战能力和作战效率将大幅提升。
第五,便于“以天制天”。天基平台在地球轨道环境中运行待命,与太空中的敌方飞行器距离更近,便于实现对敌方飞行器的打击。同时天基平台武器可以拦截来自敌方的打击武器,提升自身的防御能力。
天基平台武器装备需求及发展方向
随着各国空天一体化的进程加快,未来战场对天基平台武器装备的需求越来越大,主要体现在国家安全利益、信息战、空间飞行器对抗、反导和地面目标快速打击这五方面:
在国家安全利益方面,目前,国家安全利益已逐渐超出传统的领土、领海和领空的范围,临近空间安全和轨道空间安全已经成为国家安全的重要领域,空间对抗能力在国家安全体系中的地位越来越重要。在战争过程中要求能够快速有效打击敌方预警机,能够有效压制、干扰、破坏敌方的在轨卫星,能够打击多种临近空间飞行器、在轨武器和弹道导弹。目前,天基平台的作用多局限于侦察、导航和信息传递,尚未发挥打击武器平台的功能。基于上述需求,需充分发挥天基平台的作战潜能,使其通过装载、发射不同的作战武器实现对空天目标的快速精确打击能力,为争夺“制天权”提供有力支撑。天基平台长时间在轨运行,具有打击范围广、打击目标种类多、生存能力强、反应速度快、维护保障需求低等优点,不受天气、地域等环境因素的干扰,可以对全球各地的海、陆、空、天目标实现威慑和打击,对、“制天权”获取能力、快速打击能力、全域打击能力的提升都有重要作用。
在信息战方面,在现代化战争中,信息的作用越来越重要,呈现出以信息战为核心的发展趋势,取得“制信息权”的一方能在战争中掌握主动权。军事卫星是天基信息网和自动化指挥系统的核心,摧毁敌方的军事卫星是破坏其信息网最直接有效的办法,从而在信息战中取得优势。目前,天基信息网是由多种卫星组成的网络,摧毁其中的几颗卫星并不能大幅降低整个信息系统的性能,因此需要选择最佳的反卫星平台,探索能够快速攻击多颗卫星的反卫星武器方案,从这个角度来看,天基武器具有明显的优点。
在空间飞行器对抗方面,在各军事强国都在研究空间飞行器的背景下,未来空间飞行器的数量会大幅增加,同时空间飞行器的功能也会逐渐完善,在信息平台的基础上还会增加进攻能力、防御能力、输送能力等,所以要保证空间飞行器的自身安全,必须具备足够的对抗能力,那么携带相应的武器装备便成为必然。
在反导方面,由于弹道导弹具有速度快、弹头坚固、雷达反射面小、突防能力强等特点,已成为采用破片杀伤战斗部的地空导弹难以对付的一类目标。当前,对付弹道导弹弹头最为有效的就是动能杀伤技术,其动能杀伤的关键是必须具有很高的末端制导控制精度。采用天基动能杀伤武器进行反导可以实现侦察、定位、打击、评估一体化,减少多兵种之间的协作环节,使整个导弹防御过程流程简化、效率提高。
在对地面目标快速打击方面,目前,战争节奏逐渐加快,对作战过程的快速反应能力的需求也随之提高,打击的时效性成为决定作战胜负的关键因素之一。采用天基平台可以节约作战准备时间,快速控制导弹到达全球任意地点,而且不受天气等环境的影响。
面对当今空天一体化的局面,各国空间竞争越来越激烈,从地面竞争发展为空间全方位竞争,天基平台武器装备也随着空间全方位竞争而出现了多个发展方向。
未来天基平台武器装备的功能会越来越多。天基平台武器装备包括天基定向能武器、天基动能武器和天基对地打击武器三大类,而每类武器又可以进行细分。因为各种武器各有点,在打击对象上也存在较大差异,天基平台装载单一武器装备会使其功能单一,作战灵活性差,不能应对复杂的战场环境。为此,需要天基平台具备装载多种武器装备的能力,提升其多功能作战能力和全方位打击能力。
其次,天基平台武器装备向通用化发展。天基平台需要装载多种武器装备,各种武器装备与天基平台的安装接口需要具有较高的通用化水平,同时天基平台控制系统也需要实现通用化,以便提升天基平台对多种武器装备的兼容性,可以看出通用化是实现多功能的基础条件。
再次,天基平台武器装备的发展趋势是小型化。从目前激光武器的发展状况来看,要想实现天基计划存在一定困难。因为天基激光系统的大功率激光武器需要大口径光学部件,这使激光武器的体积和重量增加,难以发射入轨。可通过轨道设计使天基平台近距离接近目标,减小激光器的功率需求并降低其体积和重量,从而降低发射成本,提升应用的可行性。
另外,天基平台武器装备也日趋网络化。通过天基平台组网,可以使打击范围和防御能力明显增强。一个小型的天基激光星座,可以有效防御弹道导弹的攻击。最后,天基平台发射向高精度、高安全性发展势不可挡。天基平台武器发射系统因为其工作环境和平台属性比较特殊,与常规的武器发射系统存在很大差异。第一,天基平台一般处于失重悬浮状态,平台自身质量较小,所以在发射冲击扰动下容易影响到天基平台自身的姿态稳定性,同时会影响到发射精度和发射安全性。第二,打击武器被发射出去之后,点火过程产生的尾焰、药渣等有可能会对天基平台带来损伤。第三,天基平台在空间环境中运行,装载的武器平时应贮存在天基平台内部,在作战时根据打击目标的特点将对应的打击武器转移至发射号位,发射机构比较复杂。基于这些情况,提高天基平台的发射精度和安全性、稳定性是具备实战能力的关键。
结 语
装载在天基平台上的武器装备具有打击范围广、打击目标种类多、生存能力强、反应速度快和维护保障需求低等优点,鉴于信息战、空间对抗、反导和地面目标快速打击的需求,天基平台武器装备是未来武器装备的重要发展方向。