詹姆士·德魯

攔截對手部署的更復雜、更具欺騙性的導彈,美國認為配備先進傳感器和激光武器的高空無人機將成為關鍵手段。美國導彈防御局(MDA)沒有繼續使用波音747客機裝載化學激光器擊落導彈,而是計劃采用攜帶現代二極管泵浦堿或光束組合光纖激光器的高空長航時無人機取代波音747客機執行這一艱巨任務。美國導彈防御局還計劃采用通用原子航空系統公司研制的升級套件的MQ-9“捕食者”(Reaper)無人機作為陸基導彈防御雷達機載的補充,進行探測和跟蹤導彈的威脅。
幾十年來,美國花費幾千億美元研發高精度雷達、攔截器、大氣層外殺傷飛行器,以攔截傳統的彈道導彈。但朝鮮和伊朗發展導彈部隊的誘餌目標、突防手段和防御措施能力增強,以及俄羅斯和中國研制更先進的高超聲速飛行器和有動力滑翔飛行器,這將使得美國的投資可能成為泡影。應對這些不斷變化的威脅,在接下來的五年中,美國導彈防御局計劃花費大約7.8億美元,加大無人機機載傳感器和激光武器技術研發力度。盡管這與新一代雷達、攔截和殺傷飛行器的投資相比顯得相形見絀,但它將驗證一種新的無人機作戰理念,特別是與美國空軍等軍種合作實現作戰快速部署。
目前,美國對于助推階段導彈攔截幾乎沒有太多選擇,而助推階段導彈移動速度最慢、溫度最高,同時還沒有對防御武器構成危險。但YAL-1機載激光計劃在2010年已經證實,定向能技術能有效地將其擊落。747客機裝載一個大型的兆瓦級化學激光器,成功攔截了多枚“飛毛腿”導彈。但是,2011年機載激光飛行試驗被取消。盡管如此,美國導彈防御局對采用激光武器進行導彈防御的興趣并沒有真正消退,而是轉移到研發基于高空無人平臺的新型激光武器上。
美國戰略與國際研究中心的托馬斯·卡拉考說,“波音747客機機載激光項目成本不高,它提升了先進的光學和波束控制等能力,為目前的計劃奠定了基礎,如果這個計劃被謹慎地調整而不是取消,我們今天會走得更遠。我們浪費了多年時間?!蓖瑫r,托馬斯·卡拉考表示,波音747客機平臺具有明顯的作戰能力限制,但他鼓勵美國導彈防御局堅持下去,實現無人平臺和固態激光武器的過渡,肯定了研究方向的正確性。同時,他還表示,將新型傳感器安裝在無人機和天基平臺,將填補美國政府從導彈發射到擊中目標之間威脅跟蹤的能力差距。
由于2017年6月發出了信息征詢書,美國導彈防御局對高空試驗平臺的性能指標有了初步設計。試驗飛行平臺的飛行高度在19202.4m以上,續航能力至少為36h。巡航速度大約為Ma0.45,必須具備搭載2268~5670kg的有效載荷能力,輸出功率達到140~280kW,以及搭載量程為1~2m光學傳感器。
2018年2月12日,美國導彈防御局局長加里·彭尼特證實,2019財年將為高空無人機發現、目標定位和摧毀導彈的攔截項目提供高額經費預算,持續資助試驗研究。他透露說,美國導彈防御局正在積極推進無人機機載激光武器計劃,將在2022~2023財年時間框架內完成飛行測試試驗。
美國導彈防御局將采用技術成熟度策略進行預算,支持兩個主要研究方向,即擴大激光器規模和具有識別能力的高性能傳感器。加里·彭尼特說,2019年1.49億美元經費預算中,6100萬美元用于改進低功率激光驗證(LPLD)計劃,7900萬美元用于研制具有識別能力的高性能傳感器。LPLD是YAL-1計劃的延續。此前,該計劃沒有高空無人機平臺,也沒有排除使用載人平臺進行替代。一旦部署,該平臺肯定能夠通過遠程操作增加巡航時間和降低維護成本。
同時,2017年美國導彈防御局授予了波音公司、洛克希德·馬丁公司和通用原子航空系統公司競爭合同,以提交需求方案。今年晚些時候,美國導彈防御局將選擇其中一家供應商的方案進行初步設計。到明年,美國導彈防御局將有一個可供研制的完整方案。
美國導彈防御局一直與兩個聯邦政府資助的勞倫斯利福摩爾國家實驗室、麻省理工學院林肯實驗室進行合作,研發高功率激光架構方案。勞倫斯利福摩爾國家實驗室一直致力于研發下一代二極管泵浦堿激光器(diodepumped alkali laser),麻省理工學院林肯實驗室則研究束流組合光纖激光器(beam-combining fiber laser)。
根據美國導彈防御局的預算文件,高空無人機攔截導彈方案將優先資助,飛行測試計劃將于2022年開始。飛行試驗將在2023年進行,先從目標獲取和跟蹤識別試驗開始,接著是光束控制和穩定性試驗,最后是大功率激光器測試試驗。美國導彈防御局已經為2023年的這些激光器測試試驗預留了3.31億美元經費。
加里·彭尼特表示,美國導彈防御局不會花錢組建自己的激光無人搭載平臺,而是和美國空軍等軍事部門共享其無人機測試設備。為了推進傳感器的研制,美國導彈防御局已在2023財政年度預算申請4.7億美元,用于地面、機載和天基測試,驗證研發的跟蹤激光器、先進探測器、紅外傳感器和精確跟蹤和識別算法。
美國導彈防御局為了這些試驗,加強和美國空軍和通用原子航空系統公司進行磋商,已獲得3架通用原子航空系統公司研發的無人機:2架批次1的 MQ-9,1架增程型大翼展的MQ-9。該些無人機的所有權和經營權所有權由承包商擁有,配備了最先進的雷聲公司研發的多光譜瞄準系統(Multispectral Targeting Systems,MTS)。在過去的試驗中,2架MQ-9已經被用于立體目標探測,美國導彈防御局正在升級最新的MTS-C傳感器轉塔,包括一臺單機任務跟蹤激光器。美國導彈防御局認為,如果連接到更廣泛的彈道導彈防御體系結構中去,這些中高空無人機將是寶貴的機載傳感器,可以跟蹤常規的以及機動高超聲速導彈的威脅。此外,美國導彈防御局正在與其他軍種合作,將高效費比的傳感器技術集成到有限的升級套件中。這些套件可安裝在MQ-9上部署在戰區上,以增強導彈防御能力。
美國導彈防御局在2017年9月發布的一份公告中透露,美國導彈防御局已經與美國太平洋空軍部隊就將這些MQ-9部署在日本的嘉手納空軍基地或其他遠程軍事基地的可能性進行磋商。然而,加里·彭尼特表示,由于區域的敏感性,目前暫時沒有預算支持將這些無人機部署到日本。美國導彈防御局的文件還顯示,MQ-9的飛行測試在2021-2022財年時間框架內進行,這些試驗包括“遠程起飛攔截”測試,攔截器根據將在裝載于無人機上的新型傳感器的收集到的目標信息實現遠程攻擊攔截。
美國導彈防御倡議聯盟主席和創始人里奇·埃利森說,2029財年的預算提交不等于美國大幅增加這些機載傳感器和激光器研制計劃的投資,但他希望在2020的預算計劃中就留有足夠大的投資規模。里奇·埃利森說:“美國導彈防御局需要把最好的人才放在這項技術的研發上,并將更多經費用于研發和測試。這是我們正在研制的導彈防御系統的最大挑戰。它需要比重新設計殺傷飛行器和多目標殺飛行器花費更多的經費。