空天之间的“潜伏者”

“太阳神”无人机

作为未来战争中贯通空天一体化作战的特殊领域，临近空间凭借其独特的空间环境特点，展示出了重要的战略价值，被视为国家安全攸关的新的“高边疆”。世界各军事强国将临近空间作战平台的部署、进攻与防御作为研究的重要领域，最具代表性的便是临近空间飞行器。

高悬于顶的防空“天敌”

按照国际上的主流定义，距离地表20千米以下的空域通常称为“天空”，属于传统航空飞行器的主要活动空间；距离地表100千米以上的空域是通常意义上的“太空”，是航天器的专属运行领域；而临近空间则位于天空之上、太空之下，距离地表20～100千米，也被称为“近空间”“亚轨道”“空天过渡区”“亚太空”“超高空”或“高高空”等。

临近空间大致包括大部分大气平流层、全部中间层和小部分电离层区域。在这个空间范围内，空气稀薄，空气流动相对缓和，但此区域的电磁辐射等环境复杂，空气动力学原理和飞行力学原理均不适用，万有引力定律和开普勒定律也都不能独立发挥作用。目前，绝大多数的作战飞机、侦察飞机和地空导弹都无法在这一高度的空域内维持正常的机动，卫星等航天器在此区域也无法维持正常的轨道运行。而临近空间飞行器作为临近空间的宠儿，能够长时间高空飘浮并自由机动，在想要的位置“俯视”下方的地域。此外，其构型及材料特殊，反射电磁波的能力不及飞机，几乎可以实现没有雷达回波和红外特征信号，隐身性能好。

对地面防空力量而言，由于临近空间飞行器的强机动性和优良的隐身性能，防空预警探测系统面临跟踪硬件性能不足、运动模型难建立、跟踪算法效果低等问题。即便探测、跟踪、瞄准问题得到解决，有效的攻击手段依然欠缺。如果利用传统航天飞机进行侦察，则需要冒险进入对方领空，容易被击落，得不偿失。而临近空间之上的外太空武器尚未进入实战阶段，面对来自临近空间的威胁只能“静静远观”。2023年1月，我国一艘直径为几百米、内部填充氦气的无人气象飞艇（飞行高度一般距离地表24～37千米），因西风不可抗力飞越阿拉斯加进入加拿大领空后被发现，随后于2月1日进入美国蒙大拿州。美方第一时间出动战机拦截，但由于无人气象飞艇飞得太高，超过了战斗机升限，导致拦截失败。2月3日后，无人气象飞艇飞至位于美国东部的南卡罗来纳州海岸。在飞艇距地高度20千米时，美空军集结了大批机群对飞艇展开围剿，最终在18千米的高度发射了一枚AIM-9X响尾蛇导弹，完成了拦截。仅是无人操控的低动态临近空间飞行器就让军事大国如此大费周章，可见临近空间飞行器对防空系统的压制程度。

战场情报的“窥探之眼”

战场态势瞬息万变，情报的获取注重精确、实时和持续性。传统侦察机受装载能源的限制，续航时长有限，难以长时间滞空监视，采集的图像虽然分辨率高，但视野覆盖区域有限，还容易受到防空力量的威胁。军事上常用的侦察卫星运行轨道距地300千米左右，虽然能满足所需的监视时长要求，但由于固定轨道的限制和不同轨道上速度的限制，对地面侦测范围和侦测时间有限，极大地影响到侦测效率，无法针对某一区域执行特定的长时间监视任务，并且信号传输须经过电离层，会受到干扰，最终能提供的照片分辨率有限。相较而言，临近空间飞行器优势明显，脱颖而出。飞艇、高空气球等临近空间飞行器广泛采用氦气气囊作为升力装置，不仅可以以极低的能耗飘浮在工作区域上空，而且持续时间能从几天到几个月不等，甚至可以超过一年。此外，临近空间飞行器还可以自主选择飞行区域，在特定区域执行任务。如此，受大气环境影响小的临近空间飞行器，通过搭载光电/红外成像、合成孔径雷达等侦察设备，可以对目标区域展开长时间、全方位、全天候的侦察与监视行动，在30千米左右的高空获取较大覆盖区域的高分辨率图像，从而实时、准确地把握战场态势。它也可对地表、低空目标进行不间断探测，实现对可疑军事单位的早期预警，还可稳定、高效地开展天文观测、空间感知等活动。

D-21 无人侦察机

为躲避地空导弹的威胁，美国在20世纪60年代就研制了D-21无人侦察机。该无人机长度为12.8米，翼展为5.79米，能以3.35马赫的最大速度活动于平流层，最大航程达5550千米。之后，美国又研制出可升至20～30千米高度的“太阳神”无人机，并以30～50千米/时的速度巡航。“太阳神”无人机的机身由碳纤维制成，长2.4米，翼展达71米，翼展上贴有6万多块电池，动力源自太阳能，可用于高空侦察与监视。

2015年10月，我国对自主研发的军民两用型平流层飞艇——“圆梦号”进行了首次试飞。该临近空间飞行器体长75米，体积达18000立方米，形似纺锤，外表银色，依靠氦气的浮力可实现垂直起降、悬停于任意区域的上空，可以执行地球观测、海洋监测、环境保护监测、天气预报、灾害预警和报警等任务。2022年9月，我国自主研发的“启明星50”大型太阳能无人机顺利完成首飞任务。“启明星50”大型太阳能无人机与“太阳神”无人机类似，动力源自太阳能，翼展为50米量级，理论上可升至20千米以上的空域，持续几个月甚至几年执行高空侦察、环境监测等任务。

“圆梦号”平流层飞艇

机动自由的武器平台

临近空间具有空气稀薄、空气阻力较小、热障门槛较高的环境特点，因此临近空间飞行器在有效动力的加持下，更容易避免热障，达到较高的飞行速度。例如，美国研制的高动态临近空间飞行器X-51A和X-37B采用组合动力系统，在试验中分别达到了5～6马赫和25马赫的速度，能够在短时间内抵达全球任意空域。同时，高超声速的运动特性也会减少飞行器在飞行过程中的雷达回波积累量，降低数据率和检测率，从而缩短被雷达发现的距离，降低被探测到的概率，使得雷达探测、识别、追踪、拦截此类目标的难度大大增加。

高动态临近空间飞行器不仅拥有飞行速度快的优势，还具有较高的灵活度和机动性，既可以根据指令起飞至目标区域悬停或随风浮动完成预定任务，又可以在飞行阶段瞬时加速追击目标。例如，X-37B临近空间飞行器可以在临近空间和卫星轨道之间来回自由穿梭。而X-51A临近空间飞行器则可以在临近空间和下方对流层之间来回穿梭，具备空天一体化作战能力。

相较于轨道卫星，低辐射环境使临近空间飞行器不需要过多考虑传感器的防护，也不需要支付高额的发射成本和使用成本。同时，高动态临近空间飞行器一般体积较小，例如，X-51A临近空间飞行器整体长度为7.62米，最大宽度为0.58米；X-37B临近空间飞行器长为8.9米，翼展为4.6米。基于以上优势，临近空间飞行器加装上武器装备，上可攻击在轨卫星，下可针对航空飞行器和地面军事设施发起袭击。若是改为携带核弹头，便能替代弹道导弹形成核威慑，在战争中发挥至关重要的作用。

电子对抗的强力抓手

现代军队的电子化程度高，电子战作为多维立体战的重要维度，对战争走向的影响至关重要，因而制电磁权的重要性不言而喻。高动态临近空间飞行器具备飞行速度快、反应时间短、机动性能强、作战半径大等优势，搭载电子战设备的高动态临近空间飞行器可对敌方雷达、无线电通信、光电等电子设备进行电子压制和欺骗干扰，削弱其作战效能。

与此同时，低动态临近空间飞行器所具有的飞行空域高、隐身性能好、部署周期短、损失后易于补充等优势，使其可以用作战场高空通信中继平台。同时，多个临近空间飞行器也可以组网，作为“伪卫星”为作战单位提供导航定位服务。由于飞行空域不经过电离层，相较于卫星，临近空间飞行器形成的通信中继平台的信号更强、抗干扰能力更优、稳定服务时间更长、保密性更好，能够执行与视距外地面部队中继通信的任务，保障战场己方信息稳定互联，为打赢电子战助力。

临近空间上接航天，下连航空，在此区域活动的临近空间飞行器极大地拓展了空天战场的范围与纵深，对空天一体化作战具有重要的战略意义。现今，临近空间飞行器还处于关键技术攻关和试验飞行阶段，距离真正的作战运用还有一定的距离。随着新技术、新材料和新概念的不断涌现，临近空间飞行器会逐渐向智能化、多功能化、仿生化方向进一步发展，终有一日会在早期预警、侦察监视、通信保障、电子对抗、导航定位等方面实现空天地信息的有效中继和衔接，成为全维度一体化作战的重要组成部分。

X-51A 临近空间飞行器