美軍空間態勢感知裝備發展重要動向及影響

空間態勢感知的主要任務是為太空攻防提供基礎和保障，它包括探測跟蹤和識別太空目標、監測太空環境、進行太空威脅告警和為太空攻擊提供目標信息。為了強化太空控制能力，美國近期高度重視空間態勢感知的能力建設，不但將空間態勢感知提升為獨立的太空任務領域，而且加快裝備建設，提升指揮與控制能力，強化國際合作，多條腿走路，快速提升能力。2014年，美軍多顆高軌空間態勢感知衛星入軌，并繼續研發立方體衛星與通用傳感器技術，發展一體化指揮與控制能力，普遍加強與盟國的空間態勢感知數據共享與能力共建，新型地基太空監視系統建造工作取得了實質性進展。

1 重要進展

天基空間態勢感知裝備取得突破性進展

（1）發射3顆地球同步軌道目標抵近詳細偵察衛星

美軍“地球同步軌道空間態勢感知計劃” 衛星示意圖

2014年7月，美軍向地球同步軌道一次性發射了2顆“地球同步軌道空間態勢感知計劃”（GSSAP）衛星和1顆“局部空間自主導航與制導試驗”（ANGELS）衛星。這3顆衛星的共同特點是具備較強的機動變軌能力，可按需抵近地球同步軌道目標，繞目標飛行，對目標進行詳細的光學和電子偵察，甚至具備實戰打擊能力。

采用3U結構的“星歷可精調的天基望遠鏡”

（2）繼續發展太空監視立方體衛星

2014年1月，美國國家偵察局“星歷可精調的天基望遠鏡”（STARE）項目對在研有效載荷進行了地面太空目標定位測試。該項目分為技術驗證、任務驗證和業務化運行3個階段。在技術驗證階段，美國已發射2顆“星歷可精調的天基望遠鏡”技術驗證衛星；目前處于任務驗證階段，計劃發射5顆衛星；業務化運行階段計劃構建由18顆太陽同步軌道納衛星組成的業務化星座，執行空間監視任務。業務化星座建成后，可對相對距離小于300km、相對速度不大于3km/s的空間碎片成像，并對相關數據進行在軌預處理。

（3）繼續研發模塊化標準化空間態勢感知傳感器

2014年，美軍繼續研制自感知空間態勢感知系列傳感器。這些傳感器覆蓋可見光與射頻譜段，采用模塊化設計和標準接口，可升級，能與一系列衛星平臺和有效載荷設計兼容，將用于人為威脅與環境威脅探測、預警、定位和報告。美軍計劃利用作戰響應空間—5（ORS—5）衛星驗證自感知空間態勢感知系列傳感器，如能驗證成功，美國未來許多衛星都可搭載通用星載空間態勢感知傳感器。

S波段“空間籬笆”雷達掃描示意圖

繼續推進新型地基空間態勢感知裝備的研制與部署

（1）繼續研制新型地基太空監視系統

2014年6月，美軍簽署S波段“太空籬笆”地基雷達樣機研制合同。該雷達為大型單基地相控陣雷達，采用調頻脈沖信號朝東西方向掃描，最大探測高度40000km，發射波束寬度為東西120°×南北0.2°。預計部署后，該雷達每天可進行150萬次探測，跟蹤數量達20萬個，重點對中低地球軌道上尺寸大于5cm的目標進行跟蹤。

2014年第3季度，美國國防高級研究計劃局（DARPA）啟動“低傾角低軌目標無提示探測”（LILO）項目研發工作，擬用兩年時間快速研制部署新型基礎設施，可采用雷達、光學、射頻等手段，探測跟蹤低傾角低軌目標，彌補現有空間態勢感知能力的不足。“低傾角低軌目標無提示探測”系統可探測1000km遠、直徑10cm的目標，天體測量精度優于6″，時間精度優于10ms，10min內可對任一目標進行3次以上獨立探測，能精確測定軌道參數。

（2）推進地基監視裝備向澳大利亞的遷移

美軍地基“太空監視望遠鏡”

美加合作的“藍寶石”衛星

為縮小太空監視網在南半球和東半球的覆蓋盲區，美軍2014年啟動在澳大利亞西部建設光學跟蹤站的工作，并計劃2014年完成在澳部署C波段雷達的任務。將遷移的“太空監視望遠鏡”（SST,已在新墨西哥州部署試運行）采用曲面焦平面陣列技術，與傳統地基監視望遠鏡相比，這個光學望遠鏡探測靈敏度和覆蓋率提高一個數量級，數據采集速度提高10倍以上。C波段雷達AN/FPQ-14（原部署在太平洋東岸安提瓜島）是單脈沖碟形機械跟蹤雷達，工作頻段5.4～5.9GHz, 探測距離達11000km，可準確跟蹤大約200個目標/天。該雷達的主要任務是對近地軌道目標進行編目，還可跟蹤新目標和航天發射活動。此外，美軍還將在澳大利亞部署第二個S波段“太空籬笆”地基雷達。

強化一體化指揮與控制能力

美軍一體化指揮與控制工作重點是建構以網絡為中心的、面向服務的一體化指揮與控制體系架構，同時注重非傳統數據的預處理。2014年，空軍推進“聯合太空運行中心任務系統”（JMS）項目，目的是集成各類信息源，快速探測跟蹤目標，實現跨太空監視網絡數據的有效分發，最終為航天司令部提供現代化的空間態勢感知數據處理能力。“網中心傳感器與數據源”（N-CSDS）項目是通過實體機構（主要是聯合太空運行中心）將太空監視網、非傳統空間態勢感知傳感器及數據源，遷移進入以網絡為中心的業務體系中，并快速分發數據。“一體化指揮與控制” (ISC2) 項目可使美軍新用戶基于網絡共享預警等信息，無需部署新設備。

加強與盟國的空間態勢感知數據共享與能力共建

截至2014年11月，美國與包括澳大利亞、意大利、加拿大、法國、日本、英國、韓國、歐洲航天局、歐盟氣象衛星組織，以及44家公司簽署了50多份數據共享協議，簡化對方向美軍申請空間態勢感知數據的流程，作為交換，美國也獲得相應的信息共享權利。例如,韓國將向美國戰略司令部提供衛星位置和無線電頻率信息。值得關注的是，美國與日本以空間態勢感知為突破口，將合作上升到太空安全層面。日本現已開始組建專業部隊執行衛星監視等任務，所獲數據將向美軍提供。

2 影響分析

填補監視覆蓋缺口，空間態勢對美更加單向透明

“星歷可精調的天基望遠鏡”運行示意圖

隨著天基地球同步軌道目標巡視衛星升空，未來通用空間態勢感知傳感器、功能強大的地基太空監視裝備陸續部署與遷移，美軍地基廣域探測與天基廣域探測/局域偵察相結合，太空監視網覆蓋盲區大幅縮小，探測精度顯著提高，一體化指控能力得到提升，空間態勢對美軍更加單向透明。

美軍遍布全球的地基光電、雷達探測、跟蹤系統組成的地基太空監視網已具備對絕大多數在軌衛星的認知能力，天地一體化監視裝備的不斷完善，極大提高了其空間態勢感知整體水平。2010年美軍發射了首顆“天基太空監視系統”（SBSS）衛星；2013年發射了“星歷可精調的天基望遠鏡”技術驗證星、美加合作的“藍寶石”（Sapphire）小衛星；2014年發射3顆高軌巡視探測衛星。“天基太空監視系統”衛星從低軌對地球同步軌道目標實施精確跟蹤，還可探測大于10cm的空間碎片；“藍寶石”可對深空目標進行成像。“地球同步軌道空間態勢感知計劃”雙星機動變軌能力強，能按需近距離對高軌目標實施光學或電子偵察，既可保護美國在地球同步軌道上的資產，又可監視別國試圖部署在地球同步軌道上的能力。“局部空間自主導航與制導試驗”衛星可在地球同步軌道局域空間對目標進行詳細偵察。正在進行地面測試的“天基望遠鏡”星座建成之后將極大提高美國太空目標的定位精度。

S波段“太空籬笆”在2017年具備初始作戰能力后，能在沒有預先提示或指派任務的情況下，隨機發現、鎖定和測量2/5的低/中軌道太空物體。“低傾角低軌目標無提示探測”系統可以填補美國在低傾角近地目標監視方面存在的缺口，并提高隨機跟蹤能力。C波段雷達和“太空監視望遠鏡”在澳大利亞部署后，不但可提供對東半球和南半球的覆蓋，極大擴展態勢感知的覆蓋范圍，還能加強對近地及深空微小目標的監測，獲取精確的衛星定位數據和特征描述數據。

“天基太空監視系統”衛星在軌飛行示意圖

預計2020年前后，美國在全球的覆蓋盲區將顯著縮小，太空監視能力大幅提升。太空監視網可探測低軌直徑1cm的目標，地球同步軌道直徑10cm的目標；低軌目標定位精度提高到10m，地球同步軌道目標定位精度有望優于100m。

美國主導建立空間態勢感知聯盟，孤立約束對手以提高自身威懾力

奧巴馬上臺以來，美國摒棄小布什單邊主義的強硬姿態和主要依靠軍事硬實力謀求太空霸權的做法，采取靈活務實的方式，運用國家權力的所有要素應對太空日益擁擠、對抗性和競爭性不斷增強帶來的挑戰。美國主導建立空間態勢感知聯盟是其重塑領導地位、建立太空新秩序和太空聯盟的重要舉措。

從合作對象看，北約國家一直是美國開展合作的首選。除北約外，日、韓、澳等亞太盟國也成為美軍太空合作伙伴。美國通過簽署互惠的空間態勢感知協議，提高各盟國之間空間態勢感知能力的兼容性和一體化程度，支持信息共享與集體行動，保證在危機與沖突中共享太空能力。美國利用聯盟之力，孤立、約束潛在對手，提高對手與其對抗的風險與代價,迫使潛在敵人自我克制，最終懾止敵對太空攻擊行為，實現不戰而屈人之兵。

美軍利用攻察兼備的衛星平臺，獲取反高軌衛星的實戰能力

“地球同步軌道空間態勢感知計劃”衛星和“局部空間自主導航與制導試驗”衛星發射之后，美軍不但獲得地球同步軌道抵近偵察能力，同時也獲得了地球同步軌道目標的打擊能力。

近10多年來，美國太空目標打擊能力已從地基向天基擴展，從反低軌衛星向反中高軌衛星擴展。2003—2009年，美國曾利用近地軌道小衛星驗證了低軌太空目標自主交會與接近操作、繞飛、近距離機動和拍照的能力；利用地球同步軌道衛星驗證了向故障衛星逼近，并通過故障星輻射信號診斷故障原因的能力。作為后續發展型號，“地球同步軌道空間態勢感知計劃”、“局部空間自主導航與制導試驗”衛星可以按任務需求機動變軌，逼近目標，并利用射頻、激光、電子干擾等手段對目標實施“軟殺傷”，也可通過碰撞等多種手段實現“硬殺傷”，具有更大的作戰靈活性和隱蔽性，對部署在高軌道的軍事通信、導航、導彈預警等高價值戰略衛星構成威脅。

美軍不對稱打擊優勢使別國地球同步軌道高價值衛星面臨嚴重威脅

目前，地球同步軌道運行著大量重要的戰略衛星，其中包括通信廣播衛星、數據中繼衛星、電子偵察衛星、導彈預警衛星和氣象衛星。據美國憂思科學家網站統計，截至2014年8月1日，地球同步軌道運行著457顆衛星，約占全部在軌衛星的37%。其中，在非美國的273顆衛星中，包括俄羅斯通信衛星22顆；歐洲（不包括個別國家）通信衛星32顆；中國通信衛星20顆，導航衛星10顆。這些衛星如果用于軍事，屬于高價值的太空資產，構成所有國軍事信息網絡的重要節點，具有重要的戰略意義。“地球同步軌道空間態勢感知計劃”衛星和“局部太空自主導航與制導試驗”衛星使美軍獲得按需訪問地球同步軌道目標的能力，空間態勢感知能力與打擊能力大幅提升，將對其他國家地球同步軌道內的戰略資產帶來嚴重威脅，進而獲得戰略上的不對稱優勢。

3 結束語

2014年，美軍空間態勢感知取得重要突破，實戰部署秘密地球同步軌道目標抵近偵察衛星，繼續驗證太空監視小衛星技術，開始研制新型地基監視系統，推進地基監視裝備向澳大利亞的遷移；強化網絡化指揮與控制能力建設，大幅提升實戰能力；進一步加強與盟國的空間態勢感知能力共享共建，太空戰場進一步對美單向透明，將對其他國家爭取有限制天權帶來新的挑戰。