望向太空的“鹰眼”

2014-09-22 05:00童炜
现代军事 2014年9期
关键词:鹰眼态势情报

童炜

美军的空间目标监视活动,从最初简单的卫星追踪,发展成为当前一套完善的情报、监视、侦察、指挥、控制、通信,以及信息处理分发体系,可谓实现了质和量的双重飞跃。未来,美军期望能够以建设空间态势感知能力为目标,通过进一步发展空间目标监视能力,实现对空间目标全天候、全频谱、全方位的监控,实时获取空间环境数据,准确预测对手或潜在对手的空间行动,以充分掌握空间制信息权,实现空间战场环境对美军的“单向透明”。它的建设一方面反映出了美军在经营太空方面的先进理念,同时也凸显了其企图进一步控制太空、称霸太空的野心。在我国大力发展自身太空能力,积极拓展太空利益空间的关键时期,美军在太空领域的一切动向都值得我们持续关注。

自1957年前苏联发射第一颗人造卫星开始,宇宙空间作为新的战略“高地”,重要性不断提高。2006年美国《国家空间政策》明确表示:“美国的国家安全严重依赖于空间能力,而且这种依赖性将越来越强。”为了抢占太空这一“高边疆”,保持其军事能力上的超群地位,美军几十年来坚持不遗余力地发展其空间能力。其中,空间目标监视作为美军控制太空的重要环节,一直都是美军空间力量建设的重点。空间目标监视行动的实施,保证了美军在太空的态势感知能力,对美军获取“制天权”发挥了不可替代的作用。

始于冷战的空间目标监视行动

1957年,前苏联发射了世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”。这一划时代的举动震惊了全世界,更令正与前苏联冷战的美国如坐针毡。时任美国总统的艾森豪威尔明确表示,“与国防相关的空间目标必须被列为优先等级最高的事务,因为它们对我们的安全有着最直接的影响”。为了应对前苏联在空间能力上的优势,美国一方面开始大力发展自身的航天能力,另一方面也开始重视对空间目标的监视。

美国的反应非常迅速,同年,美军就将林肯实验室在磨盘山试验场进行组装的弹道导弹预警雷达样机投入了使用。该雷达承担的主要任务就是追踪前苏联的“斯普特尼克1号”卫星。很快第一种光学观测设备—“贝克-纳恩”光学卫星跟踪相机也投入了使用。这是一种使用胶片的光学传感器,由位于马里兰州坎布里奇的史密森尼天文馆研制。前苏联卫星的升空促使美国大大加快了这种照相机研发的进程,同时也使其主要任务由天文观测转变为空间目标监视。

这2种传感器的投入使用标志着美军正式开始了其延续至今的空间目标监视行动。在整个冷战期间,随着空间目标监视重要性的不断提高,美军的空间目标监视行动也不断升级,其空间监视力量不断发展壮大,逐渐形成了一个相互配合、相互补充的监视网络。

遍布全球、天地一体的空间监视网

如今,美军的空间目标监视网络经过几十年的发展,已经形成了由陆基光学系统、陆基雷达系统、以及少量天基设施组成的空间监视网(SSN,space surveillance network)。美军空间监视网整合了光学与雷达传感器,能够对地球轨道内的人造物体进行探测、追踪、识别和编目,具备了比较完善的空间目标监视能力。

目前,美军空间监视网由美国战略司令部负责,现共包括29处地面站点,以及2010年具备初始作战能力的天基空间监视(SBSS)系统。这些地面站点分布在全球17个地方,主要设备为各种雷达、光学传感器、空间目标识别系统,1个通信网络和2个进行数据处理的作战中心(1个基本中心和1个备用中心)。这个网络整合了美国国防部、空军、海军、民事机构、甚至美国盟友的资源。根据传感器所属机构和用途的不同,这些监视设备共分为3类:

空间监视网专用传感器:这些传感器由美国战略司令部运行,其主要任务是实施空间目标监视。

空间监视网附属传感器:这些传感器由美国战略司令部运行,其主要任务不是空间目标监视,而是诸如弹道导弹预警、对发射靶场进行支援等,但是也具备一定的空间目标监视能力。

参与空间监视网的传感器:这些传感器由其他机构运行,根据相关协议和合同,在美国战略司令部提出请求时,提供空间目标监视支援。表1提供了美军空间监视网使用的主要地面传感器的信息。

面向未来的“空间态势感知”计划

新世纪以来,随着各国航天能力的发展,空间目标的数量大为增加,空间环境的复杂性日益突出。面对新世纪的太空挑战,美军提出了升级版的空间目标监视计划—“空间态势感知”(SSA,space situational awareness)。对于这种新型空间能力,美军极为重视,仅美国国防部就计划从2006~2015财年投资53亿美元用于该能力的建设。一旦这种能力全面建成,美军对空间信息的控制力将大大增强,从而保证其在未来空间对抗中占据绝对优势。

美军空间态势感知的基本理念和能力是建立在空间监视网之上的。但是,相比于空间监视网,空间态势感知的内容与能力要求都已经大大扩展和加深,早已超出了“监视”的范畴。美国空军航天司令部前司令克林顿就曾指出,空间态势感知所需要的能力将远远超过单一监视任务,它需要“能够识别那里发生了什么,了解对方的任务是什么,并最终确定其意图是什么。”

“空间态势感知”的基本概念

2010年3月,美国防部向国会递交了《空间态势审查中期报告》。该份报告是根据2009财年国防授权方案,美国国防部长与国家情报总监对空间态势实施全面审查的重要成果。该文件全面定义了“空间态势感知”。文件指出:“空间态势感知是有关空间目标的、空间作战所依赖的,包括物理域、虚拟域、信息域和人类域在内的作战环境,以及所有正在实施或准备实施空间作战实体的所有要素、活动和事件所必需的、基础的、当前及预测性的知识与描述。”

具体而言,空间态势感知包含了传统的空间监视、对特定空间资产更为具体的侦察,以及对空间环境及其影响的分析。同时,它也包括收集、处理、融合、评估来自不同来源的数据与信息,并将所有数据与信息融合为可行动情报,分发至决策者及其他用户。具体而言,其基本内容应该有对轨道目标的持续感知,实时搜索与高保真信息的获取,威胁的探测、识别与定位,对外国空间能力与意图进行预先的情报收集与分析,为友军空间系统提供全球报告能力。endprint

美军“空间态势感知”能力建设的组织体系

基于空间态势感知的重要性与复杂性,美军在空间态势感知能力建设方面,逐步形成了以国防部与国家情报总监办公室为领导,美国军方与情报界为主要建设力量,其它民事、商业、国外机构为补充的建设格局。

领导机构

根据2010年发布的最新《国家空间政策》的要求,美军“空间态势感知”建设工作主要由国防部长负责,国家情报主任协助。具体来说,就是“国防部长与国家情报总监,经过与其他相关机构领导的协商,维持并整合空间监视、空间情报等信息以发展准确、及时的空间态势感知。其中,国防部长应该在国家情报总监的支持下,负责空间态势感知能力的发展、采购、运行、维护和现代化。国家情报主任应该利用空间监视信息,整合有关国外空间能力的全源情报,以提供支援空间态势感知的增强型情报产品。”

主要实施机构

美国军方与美国情报界承担了美国空间态势感知能力建设的主要工作,主要涉及国防部及其下属机构、各主要军种、各联合总部,以及情报界的大部分成员。

美国军方的工作,根据长期以来的传统和目前的分工,主要由美国空军和美国战略司令部承担。空军具体负责发展国家空间态势感知结构、领导空间态势感知装备的研发、并承担相关条令条例的编写颁发。美国战略司令部负责计划并实施国防部的空间行动。它主要通过配属的各军种航天司令部整合以空间监视网为主的空间监视力量、通过其下属的联合空间作战中心维持空间态势感知能力。

美国情报界在空间态势感知中扮演着非常重要的角色,一方面它们也参与具体的情报、监视与侦察任务,但更关键的是在分析支援上发挥了重要作用。

利益攸关方

目前,虽然美国军方与情报界承担了主要的建设工作,但是大量的民事机构、商业机构、国外机构也都参与到了空间态势感知的建设中,并发挥着作用。例如,美国国务院负责涉及空间态势感知的国际事务,而美国能源部则通过保密与非密的传感器,来提供用于空间态势感知的空间气象数据,同时其下属的实验室则在与国防高级研究计划局和空军研究实验室合作来提高联合任务系统的数据整合能力。

据统计,目前整个空间态势感知能力建设的利益攸关方共有39家,涉及军界、情报界、政府民事机构、商业界、以及部分国外情报机构。

美军“空间态势感知”计划的发展情况

目前,美军对空间态势感知能力的建设主要分3个方面进行。

对原有空间情报、监视与侦察设备进行延寿与升级,避免能力断层

美国空间态势感知所使用的大量情报、监视与侦察设备中有很大一部分是接收了原空军空间监视网(SSN),以及海军、陆军等部门原有的传感器设备。这些设备对于维持有效的空间态势感知依然发挥着重要的作用,但是这些设备的硬件与软件都已经老旧不堪,并且难以得到支持,例如,最早的“磨盘山”机械雷达服役于1957年,已经服役了超过50年。为了让这些设备能够继续发挥作用,避免出现作战能力的“空窗期”。美国启动了大规模的延寿与升级工作。

现阶段,美军重点开展了3项服役延寿计划,分别针对1969年服役的“埃格林”(Eglin,AN/FPS-85)型相控阵雷达、80年代早期服役的陆基光电外层空间监视望远镜(GEODSS)和1999年服役的“地球仪”Globus II型机械雷达。升级计划主要为“干草堆”超宽带卫星成像雷达(HUSIR)。该计划旨在通过增加W波段能力和提高成像分辨率来升级现有的X波段“干草堆”成像雷达的近地轨道目标描述能力和外层空间追踪能力。

研发新型空间情报、监视与侦察设备,进一步提高信息获取能力

近年来,由于空间目标的不断增多和世界主要强国空间能力的增强,尤其是受2007年中国进行反卫星试验和2009年俄罗斯废弃卫星与美国铱星相撞事故的影响,美国加大了在新型空间态势感知设备上的投入,以提高态势感知能力。

美国新阶段空间态势感知能力的发展以陆基传感器系统为基础,逐步加强天基情报、监视与侦察设备的建设,努力弥补原有监视网络的短板。目前美国主要在进行4个项目的研发。

“天基空间监视”系统

天基空间监视系统由美国空军主导开发,包括一个使用光电望远镜的卫星,以及相关的指挥、控制、通信与地面处理设备。该系统取代了2008年停止工作的“中期空间试验型天基可视传感器”,用于搜集地球轨道上目标的位置与特征数据。天基空间监视系统将可近实时地探测、追踪与识别数据,从而极大提高国防部了解空间内、尤其是地球同步轨道上卫星与其他目标位置和任务信息的能力。2010年该系统的首颗卫星发射升空,标志着该系统block 10阶段初步完成。预计该卫星的任务周期约为5年半。美空军与国防部正在研究为天基空间监视系统提供后继能力的方案。

“快速攻击识别探测与报告系统”

美国空军的快速攻击识别探测与报告系统为陆基系统,包括天线阵与数据处理设备。该系统能够通过C、X、Ku三个波段,快速探测并报告针对美国防部卫星通信资产的电磁干扰攻击。空军于2005年3月开始启动该项目,2008年该系统具备初始作战能力。

“太空篱笆”(Space Fence)项目

“太空篱笆”是美国空军的一种新型陆基相控阵雷达系统,是美国空间态势感知能力发展过程中投资最大的单个项目。“太空篱笆”将取代日益老化的空军空间监视系统,并通过使用更高的频率来扩大覆盖范围,能够探测、追踪更小的地球轨道目标。该系统包括三个分布式部署的雷达站,预计部署在澳大利亚、南太平洋的阿森松岛,以及马绍尔群岛中的夸贾林环礁。但是,出于效费比的考虑,美军目前正在考虑将三个雷达站削减为两个。当前该项目还处于技术研发阶段,2012年开始系统发展工作。预计在2015财年年底,第一个具备初始作战能力的“太空篱笆”雷达站将开始工作,而在2020年底前,所有雷达站都将具备完全的作战能力。

“空间监视望远镜”项目

空间监视望远镜是美国国防高级研究计划局主导的研究项目。它计划设计一种装备大型焦点平面天线的先进陆基光电望远镜。该系统将建在新墨西哥州的白沙导弹靶场。该望远镜将能够对一个广阔的区域进行快速搜索并对外层空间内的小尺寸目标进行探测、追踪和特征描述,这些能力将是对现有能力的极大提高。

除了以上4个主要项目外,美国还在不断推进其它天基空间目标监视系统的研制,这些系统虽然不是专用的空间态势感知系统,但也都可以为空间态势感知提供支援。具体包括:轨道深空成像(ODSI)系统、天基红外预警系统(SBIRS)、空间跟踪与监视系统(STSS)等。

研发“联合空间作战中心任务系统”,改善空间态势感知的指挥控制能力

联合空间作战中心任务系统(JMS)是美军为应对海量空间态势感知数据处理问题而研发的,它将能够整合数据,并为空间态势感知和空间部队的指挥与控制提供实时信息。

美国空军于2009年开始该系统的采购工作,最后的交付将在2016年完成。联合空间作战中心任务系统被归类为一种自动化信息系统,它将向负责空间的联合职能组成司令部提供一体化网络中心空间指挥与控制能力,以及空间态势感知能力。系统建成后将发挥三种作用:减少实现关键步骤的作战处理时间;处理新型传感器收集到的海量观测数据;提高空间态势感知数据在政府、民事机构、商业机构以及海外机构之间进行共享的自动化水平。

联合空间作战中心任务系统是提供与增强空间态势感知能力的关键所在。这主要是由于目前的空间指挥与控制能力仍然依赖于陈旧的软件与硬件系统,而这些系统已经不能有效处理由空间态势感知传感器系统搜集到的海量数据。没有联合空间作战中心任务系统,大部分的空间态势感知数据将无法被迅速使用。endprint

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