今年1月19日，美國空軍成功發(fā)射第四顆紅外導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星。按計(jì)劃，美國還將于2020年和2021年發(fā)射第五顆和第六顆紅外導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星。美國空軍主管這個(gè)項(xiàng)目的官員在發(fā)射成功后向外界稱，這顆導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星的成功發(fā)射是美國政府與國防工業(yè)多年共同努力的結(jié)晶，它將初期的“天基紅外系統(tǒng)”（SBIRS）星座發(fā)展到一個(gè)高峰，并使美國及其盟國在未來若干年擁有強(qiáng)大的全球監(jiān)視能力。

導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星興起于冷戰(zhàn)時(shí)期，是美蘇激烈博弈的重要技術(shù)支撐。這種衛(wèi)星可為彈道導(dǎo)彈防御和實(shí)施反擊提供及時(shí)預(yù)警信息，是美軍彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的重要組成部分。

“天基紅外系統(tǒng)”是美國國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的核心組成之一，也是美國爭取軍事上絕對(duì)優(yōu)勢的技術(shù)裝備。雖然美國目前擁有世界上首屈一指的天基預(yù)警體系，但并不滿足，還正在研制新一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視高超聲速武器的目標(biāo)。

美國擁有世界第一的預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)

導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星之所以具備預(yù)警能力，是因?yàn)閿y帶了能夠探測導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)火焰紅外輻射的紅外探測器。其最大的特點(diǎn)是監(jiān)視區(qū)域大，預(yù)警衛(wèi)星采用高軌道運(yùn)行，如果沿著赤道120°間隔部署3顆地球同步軌道衛(wèi)星，那么地球絕大部分區(qū)域都在其監(jiān)視之下。

在海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭中，美國都調(diào)動(dòng)了預(yù)警衛(wèi)星支援作戰(zhàn)行動(dòng)。以海外戰(zhàn)爭為例，美國至少動(dòng)用了4顆導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星，用于監(jiān)視伊拉克“飛毛腿”系列彈道導(dǎo)彈的發(fā)射，能夠給防空留下2分鐘左右的預(yù)警時(shí)間，提升“愛國者”導(dǎo)彈的攔截概率。

從上世紀(jì)50年代中期起，美國先后研制了四代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星。目前現(xiàn)役的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星體系由第三代的“國防支援計(jì)劃”DSP和第四代的“天基紅外系統(tǒng)”SBIRS組成。

長期研究天基預(yù)警體系的中國航天科工二院高級(jí)工程師張保慶告訴澎湃新聞（www.nxos.com.cn），目前美國天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)主要包括：4顆“國防支援計(jì)劃”（DSP）衛(wèi)星、“天基紅外系統(tǒng)”（SBIRS）的4顆地球同步軌道衛(wèi)星（4個(gè)大橢圓軌道衛(wèi)星載荷）和2顆低軌“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”（STSS）驗(yàn)證衛(wèi)星。

“國防支援計(jì)劃”衛(wèi)星（DSP）是美國部署的第一種具有實(shí)戰(zhàn)水平的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星。但由于這個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)研制較早，存在無法跟蹤中段飛行的彈道導(dǎo)彈、掃描速度慢、虛警現(xiàn)象等問題，在性能上難以滿足彈道導(dǎo)彈防御需求，未來將全部被“天基紅外系統(tǒng)”取代。

根據(jù)相關(guān)資料，為探測發(fā)現(xiàn)彈道導(dǎo)彈，“天基紅外系統(tǒng)”的地球同步軌道衛(wèi)星采用兩種探測器，一臺(tái)是高速掃描型探測器，另外一臺(tái)是高分辨率凝視型探測器。掃描型探測器用于快速掃描，通過探測導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)噴出的尾焰對(duì)發(fā)射情況進(jìn)行監(jiān)視；凝視型探測器用于將導(dǎo)彈的發(fā)射畫面拉近放大，并緊盯可疑目標(biāo)，獲取詳細(xì)的目標(biāo)信息。

張保慶介紹說，“天基紅外系統(tǒng)”掃描速度和靈敏度相比“國防支援計(jì)劃”系統(tǒng)提高了10倍以上，覆蓋范圍擴(kuò)大了2～4倍，能在導(dǎo)彈發(fā)射10～20秒內(nèi)將預(yù)警信息發(fā)送至地面運(yùn)行控制系統(tǒng)，而“國防支援計(jì)劃”衛(wèi)星系統(tǒng)需要60～90秒，大幅延長了預(yù)警時(shí)間，為反導(dǎo)系統(tǒng)預(yù)留了更充分的作戰(zhàn)準(zhǔn)備時(shí)間，從而提高了攔截成功率。

“雖然‘天基紅外系統(tǒng)’性能先進(jìn)，但造價(jià)也非常高昂，平均每顆衛(wèi)星耗資達(dá)17億美元，遠(yuǎn)超美軍預(yù)期?！睆埍c指出。

積極謀劃下一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)

據(jù)美國太空新聞網(wǎng)此前報(bào)道，美國將在2020年和2021年發(fā)射第五、第六顆“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星，以替最早發(fā)射的兩顆衛(wèi)星。在推進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)全面運(yùn)行和任務(wù)拓展的同時(shí)，為了保持與競爭對(duì)手在空間作戰(zhàn)上的優(yōu)勢，美國空軍于2017年底發(fā)布“天基紅外系統(tǒng)后繼”（SBIRS-Follow on）系統(tǒng)信息征詢書，積極謀劃開發(fā)抗毀性更強(qiáng)的下一代天基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)和新型地面控制系統(tǒng)。

該計(jì)劃確立了一個(gè)較為激進(jìn)的目標(biāo)，即提前了當(dāng)前采購流程4年，支持開發(fā)商以相應(yīng)速度研發(fā)新能力。美國空軍部長希瑟威爾遜稱，在開發(fā)新導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)時(shí)，速度是很重要的。下一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星將是領(lǐng)跑者。

美空軍已正式表示現(xiàn)有“天基紅外系統(tǒng)”不再有后續(xù)發(fā)展計(jì)劃，并表示將取消“天基紅外系統(tǒng)”第七、第八顆衛(wèi)星。當(dāng)前，美空軍正在加速構(gòu)建“天基紅外系統(tǒng)后繼”（SBIRS-Follow on）系統(tǒng)，美空軍希望在“天基紅外系統(tǒng)后繼”系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)中納入分散式體系結(jié)構(gòu)理念，即利用“結(jié)構(gòu)分離、功能分解、有效載荷搭載、多軌道部署、多作戰(zhàn)域部署”的方式，實(shí)現(xiàn)彈性與分散式空間系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

“下一代預(yù)警系統(tǒng)的主要目標(biāo)是提高系統(tǒng)的可靠性、抗毀性與彈性。”張保慶向澎湃新聞表示，“這是因?yàn)槊绹姺秸J(rèn)為，隨著潛在對(duì)手軍力的發(fā)展，空間系統(tǒng)面臨的威脅在加劇，需要提高可靠性和抗毀性?！?/p>

一位航天研究機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星研究人員告訴澎湃新聞，“天基紅外系統(tǒng)”的第五、第六顆采用了性能更好的改進(jìn)型衛(wèi)星平臺(tái)，預(yù)計(jì)下一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星會(huì)采用新的衛(wèi)星平臺(tái)，以滿足提高可靠性和抗毀性的要求。

按計(jì)劃，“天基紅外系統(tǒng)后繼”系統(tǒng)將包括5顆地球同步軌道衛(wèi)星和2顆極軌衛(wèi)星，提供對(duì)所有類型彈道導(dǎo)彈發(fā)射助推段預(yù)警能力。后繼系統(tǒng)將分階段部署，第一階段系統(tǒng)包括3顆地球同步軌道衛(wèi)星和2顆極軌衛(wèi)星，計(jì)劃從2025年開始執(zhí)行首次發(fā)射，2029年實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行，滿足各種非戰(zhàn)略導(dǎo)彈預(yù)警需求；第二階段系統(tǒng)包括兩顆地球同步軌道衛(wèi)星，計(jì)劃于2020年啟動(dòng)競標(biāo)，2030年執(zhí)行首次發(fā)射，最終完成“天基紅外系統(tǒng)后繼”系統(tǒng)星座組建。

新預(yù)警系統(tǒng)或能監(jiān)視高超聲速武器

目前，美國現(xiàn)役的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星主要用于彈道導(dǎo)彈發(fā)射的預(yù)警，研制之初沒有考慮高超聲速武器。而目前，高超聲速武器正處于火熱發(fā)展之中，有些型號(hào)即將投入使用。2018年3月，俄羅斯總統(tǒng)發(fā)表的2018年年度國情咨文中首次公開了“先鋒”和“匕首”兩種高超聲速武器系統(tǒng)，引發(fā)外界的高度關(guān)注。

據(jù)俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)6月8日報(bào)道，普京在接受媒體采訪時(shí)表示，“先鋒”高超聲速武器已開始批量生產(chǎn)，2019年將裝備俄軍部隊(duì)。他強(qiáng)調(diào)，“先鋒”是先進(jìn)的“殺手锏”武器，其速度高達(dá)20多馬赫，并且在未來幾年內(nèi)其他國家也不太可能研發(fā)出這樣的武器。

美國軍方認(rèn)為，俄羅斯等國高超聲速武器的發(fā)展給美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)構(gòu)成挑戰(zhàn)，應(yīng)升級(jí)包括導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)反導(dǎo)體系，提高對(duì)抗這種武器的能力。據(jù)美國《C4ISR與網(wǎng)絡(luò)》今年4月12日報(bào)道，美國導(dǎo)彈防御局局長在參議院國防撥款分委會(huì)發(fā)表證詞，希望國防部對(duì)現(xiàn)有傳感器進(jìn)行改進(jìn)，以應(yīng)對(duì)不斷發(fā)展的高超聲速武器。長期以來，導(dǎo)彈防御局一直主張?jiān)谔战⒁粋€(gè)新的監(jiān)視系統(tǒng)，以填補(bǔ)當(dāng)前傳感器的能力空白。

目前，正在研制的高超聲速武器根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)的不同可分為吸氣式和助推-滑翔兩種?！爸?滑翔高超聲速武器是當(dāng)下高超武器家族中發(fā)展最快，成熟度也最高，美俄等大國都有相應(yīng)的在研型號(hào)。”長期跟蹤研究國外高超聲速武器技術(shù)發(fā)展的中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心副研究員廖孟豪告訴澎湃新聞。

廖孟豪解釋說，這是因?yàn)橹?滑翔高超聲速武器使用現(xiàn)役的火箭或彈道導(dǎo)進(jìn)行運(yùn)載即可，就相當(dāng)于一個(gè)助推器，研制的精力可集中在滑翔式飛行器，難度比吸氣式高超聲速武器相對(duì)較小。

在助推器工作飛行階段，高超聲速武器與彈道導(dǎo)彈區(qū)別很小，現(xiàn)有的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星仍然能發(fā)現(xiàn)和跟蹤，但是滑翔式飛行器與助推器分離后，如果飛行器機(jī)動(dòng)能力很強(qiáng)，衛(wèi)星就很難對(duì)其繼續(xù)監(jiān)視。因此，美國軍事專家認(rèn)為，應(yīng)改進(jìn)現(xiàn)有的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星體系，尤其是下一代預(yù)警衛(wèi)星的研制必須將監(jiān)視高超聲速納入考慮范圍。

美國國際戰(zhàn)略研究中心高級(jí)研究員Tom Karako認(rèn)為，相對(duì)于陸地傳感器，部署在太空的傳感器在探測高超聲速武器有更大的優(yōu)勢。五角大樓沒有更多的時(shí)間研究如何建立立體的防御系統(tǒng)，因?yàn)橥{迫在眉睫，最好是調(diào)整2019財(cái)年預(yù)算，給監(jiān)視高超聲速武器更多的預(yù)算，而不是2020年才開始調(diào)整。

“建立由低軌道全球覆蓋衛(wèi)星星座和高軌道衛(wèi)星組成的導(dǎo)彈預(yù)警體系，對(duì)高超聲速武器具有很強(qiáng)的監(jiān)視能力?！?航天研究機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星研究人員認(rèn)為。

其實(shí)，美國現(xiàn)役的“天基紅外系統(tǒng)”計(jì)劃曾規(guī)劃了低軌道衛(wèi)星星座和高軌道衛(wèi)星的模式，系統(tǒng)計(jì)劃由24顆運(yùn)行在1600千米軌道高度的衛(wèi)星組成，目標(biāo)是構(gòu)建具有對(duì)彈道導(dǎo)彈全程跟蹤和探測能力的衛(wèi)星星座。但由于經(jīng)費(fèi)的限制，發(fā)射的兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星后來移交給導(dǎo)彈防御局，未被列為美國空軍的正式采辦項(xiàng)目。

航天研究機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星研究人員指出，隨著低成本小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，美國有可能建立由小衛(wèi)星組成的低軌道導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)，用于高超聲速武器的監(jiān)視，全方位增強(qiáng)美國的天基預(yù)警能力。