斗破蒼穹

趙林　孔令巖　韓海鑫

50多年前，時任美國總統約翰·肯尼迪曾說：“誰控制太空，誰將控制地球”。從長遠看，未來決定性戰爭不是海戰，也不是空戰，而是奪取“制天權”的太空戰爭。進入21世紀，經濟的發展為軍事的進步提供了強大的物質基礎，各國加緊對國防力量進行部署。新的作戰理念也如雨后春筍般競相涌現，新技術的發展和進步，使各國都瞄準航空領域，加緊對空天的爭奪，紛紛搶占對未來戰場的主動權。

頂層規劃設計，推動航天發展

2019年8月29日，美軍太空司令部正式啟動，美國總統特朗普及副總統彭斯在白宮舉辦了啟動儀式。新成立的太空司令部是美軍的第11個作戰司令部，其職責是威懾沖突，保護太空行動自由，整合太空聯合部隊和強化與戰斗有關的太空能力，包括衛星通信、導航、導彈預警、環境監測以及軍事情報、監視與偵察，太空司令部將改革和提升美軍的太空技術能力。美國太空司令部的建立被認為是太空軍成軍的先導。雖然太空軍會與太空司令部一同協作，但它們是不同的實體。前國防部長沙納漢去年曾解釋說，太空軍負責提供人員、物資和能力支持太空行動，而太空司令部會作為作戰指揮部，使用太空能力和領導太空行動。

9月4日，美軍“施里弗-2019”太空戰演習在阿拉巴馬州麥克斯韋空軍基地啟動，本次演習是特朗普政府將“鞏固在太空領域的絕對優勢地位作為國家戰略重要方向”背景下開展的一次演習，也是緊接著美軍一級太空司令部正式成立后的首場太空戰演習，可謂美太空司令部的首秀。

有報道稱，美軍前所未有地依賴衛星，美軍90%的軍事通信、100%的導航定位、100%的氣象信息和近90%的戰略情報來自太空系統，沒有衛星美軍就無法在地面或空中作戰，而隨著太空系統的弱點逐漸暴露出來，美國的衛星并沒有多少保護措施來防范襲擊。正是在這樣的背景下，美國國防部明確要求開展太空戰演習，以驗證太空系統對懾止和打贏未來戰爭的影響。

“施里弗-2019”演習即是以支持美太空司令部聯合作戰為目標，圍繞統一指揮、無縫集成、使命分類、組織變革、作戰決議計劃等內容展開研討，如研究各個太空相關機構與各軍種如何在多域環境中聯合作戰;研究人員、流程與技術如何改進以推進太空司令部聯合作戰;檢驗指揮的統一性，以實現與不同類別與級別的機構無縫整合太空作戰行動;研究政府及盟友的所有方案，以控制全領域沖突的升級等。

加大研發力度，裝備升級換代

GEO-4衛星正式納入導彈預警體系。2019年6月6日，美空軍太空司令部位于科羅拉多州巴克利空軍基地的第460太空聯隊對天基紅外系統（SBIRS）地球同步軌道4號（GEO-4）衛星進行了驗收試驗。試驗過程中GEO-4衛星運行良好，并成功將測試數據發送到任務控制中心。

SBIRS是美空軍研發的導彈預警衛星，用于取代“國防支援計劃”紅外預警衛星系統。作為美空軍研制的新一代天基紅外探測與跟蹤系統，SBIRS是美國彈道導彈防御系統探測預警的核心環節。該衛星項目由美空軍太空和導彈系統中心的遙感系統管理局負責管理，主承包商為洛克希德·馬丁公司，有效載荷集成商為諾斯羅普·格魯曼公司，由美空軍第460太空聯隊負責運行。

SBIRS衛星可利用星上探測器探測、發現、識別和追蹤彈道導彈，其主要任務是為美國及其盟國提供全球范圍內戰略和戰術彈道導彈的早期預警信息，對彈道導彈從助推段開始進行可靠穩定的跟蹤，為低軌導彈預警衛星和地基預警反導系統提供關鍵的目標指示功能。SBIRS提供了更為強大、可靠和靈活的彈道導彈預警信息，不僅可以更早地探測到遠程和洲際彈道導彈的發射，增加對飛行中段彈道導彈的探測跟蹤能力，還在設計之初就考慮到對中短程戰術彈道導彈的探測跟蹤能力。

WGS衛星

GEO-4衛星成功完成運行測試及在軌功能認證具有里程碑式意義，標志著美空軍太空司令部已正式將SBIRS GEO-4衛星納入美國導彈預警體系，以增強全球導彈發射探測能力、支持美國彈道導彈防御系統、擴大美國技術情報收集能力、增強戰場上作戰人員的態勢感知能力，從而維持美軍作戰優勢。

高軌寬帶通信衛星系統（WGS）加緊研發。WGS是美軍重要的全球寬帶衛星通信系統，可以為普通士兵、船只、飛機提供寬帶通信服務。該系統原計劃發射10顆衛星，2018年美國國會又增購了兩顆，預計在2023年前組網完畢。從2007年10月到現在，該系統一共發射了10顆衛星，形成了全球覆蓋能力，可為美國、加拿大、新西蘭等參與國的軍方在南北緯65°之間提供高速寬帶通信服務。

WGS的衛星采用波音-702HP衛星平臺，發射質量5900千克，設計壽命14年，單星造價3.5億美元，衛星采用X波段和Ka波段進行通信。前3顆WGS衛星命名為WGS BlockI衛星，可處理35條獨立125MHz信道，3條47MHz以及1條50兆赫茲X頻段全球覆蓋信道，衛星通信容量可達3.6吉比特/秒，超過其前一代寬帶通信系統（DSCSⅢ）布置的8顆衛星的總和，雙向通信速率1.4吉比特/秒，廣播速率24兆比特/秒，數據回傳速率274兆比特/秒;隨后的4顆衛星，即WGS-4、WGS-5、WGS-6、WGS-7為BlockII星，增加了2條獨立于主載荷的400兆赫茲信道，通信容量達到6吉比特/秒;最后的WGS-8、WGS-9、WGS-10命名為WGSB lockIIA，進行了信道化器升級，所有通過WGS信道化器升級的信道都從125兆赫茲提升到了500兆赫茲，單顆WGS衛星的可用帶寬幾乎翻倍，容量可達11吉比特/秒，該系統代表了美國寬帶軍事衛星通信最高技術水平。

每顆衛星采用的多波束天線都可以提供19個獨立的覆蓋區域，包括8個相控陣X波段天線和10個雙向萬向節天線。衛星的電源系統采用三結砷化鎵太陽能電池翼，總長度41米，EOL功率可達11千瓦，采用鋰離子電池儲存電能。其雙組元動力系統采用的R-4D主機以MMH/N₂O₄為燃料，可提供490牛頓的推力。發動機長0.55米，直徑0.28米，未加推進劑狀態下質量為3.63千克。發動機提供312秒的特定脈沖，推力重量比為13.7，膛室工作壓力6.9巴。電推進系統采用XIPS-25氙離子推進器，功率在1.3千瓦和4.5千瓦之間變化，推力為達165毫牛頓。

AEHF-4衛星搭載宇宙神-5火箭發射

支持WGS的衛星通信終端主要是美軍的戰術及單兵信息網（WIN-T），可提供指揮、控制、通信、計算、情報、監視以及偵察（C4ISR）功能，具有移動性、安全性、無縫性、生存能力強以及能支持多媒體戰術信息系統等特點，能確保美國陸軍能夠在戰場上任意位置實現機動通信能力及組網能力。

2004年9月，為進一步加速系統開發，美國陸軍整合了通用動力公司和洛克希德·馬丁公司的力量，共同開發該系統。經過三個階段的研發，WIN-T通信終端已于2016年下半年和2017年初裝備首批軍方用戶，可為戰區指揮所、固定樞紐和聯合網絡節點提供通信保障。正在改進的“增量4”會使WIN-T利用轉型通信衛星（TAST）系統提高通信能力，提供更大的信息吞吐量。

經過數十年的努力，美軍已經擁有了世界上最完備的寬帶、窄帶、受保護衛星通信系統，為美軍的戰場通信和態勢感知提供了極大的便利。但美國國防部依然認為這三大系統無法滿足美軍未來10年對衛星通信的需求，因此啟動了一項改造現有軍用衛星通信體系的長遠計劃，以加強美軍現有通信衛星的抗干擾性和載荷容量，并積極論證了商業衛星的軍用途徑。其最終目標是提高美軍通信衛星的彈性抗毀性和高可用性。

“空射快速響應武器”（ARRW）項目順利推進。ARRW明確是一型空射高超聲速助推滑翔導彈，方案更先進、進度更快、預算更高。在美空軍2018年2月公布的2019財年預算申請文件中，HCSW項目2019財年預算申請額為0.78億美元，而ARRW項目則為1.68億美元，是HCSW項目的兩倍。方案上，ARRW項目明確要基于TBG項目成果，研制空射型高超聲速助推滑翔導彈，而HCSW則強調采用高度成熟的技術。美空軍已經為ARRW項目研制的空射型高超聲速助推滑翔導彈賦予了正式編號——AGM-183A，并為該項目新成立了專門的處室，即美空軍壽命周期管理中心機載武器部AGM-183A ARRW處，專門負責該項目的合同管理等工作。

正在接受測試的首顆第三代GPS衛星

ARRW項目是在2016財年國防授權法案第804章快速原型化授權下啟動的一個快速原型化項目，其需求背景是美空軍部長在2017年3月提出的高超聲速能力需求。美空軍要求ARRW導彈在合同授予后36個月內形成早期作戰能力。美國太平洋司令部和歐洲司令部提交的“聯合新興作戰需求”（JEON）文件以及美國太平洋司令部、歐洲司令部和戰略司令部提交的“綜合優先事務清單”（IPL）文件均明確提出了這一需求。

由于需求緊迫，基于“戰術助推滑翔”（TBG）高超聲速導彈技術演示驗證項目成果開展導彈研制是滿足ARRW項目作戰需求的惟一有效途徑。因此ARRW項目實際上是TBG項目的延續。TBG項目研發的戰術級高超聲速滑翔彈頭及其相關關鍵技術將直接復用于ARRW項目，包括氣動分析、熱分析、風洞試驗數據、關鍵高溫材料、制導導航與控制算法、仿真模型、驗證方法和軟件代碼等。

ARRW項目進一步加速，將在2021年9月前形成早期作戰能力，相比之前規劃的2022財年底完成樣機研制，進度至少提前1年（美空軍計劃2018年9月底正式授予ARRW導彈的研制生產合同，以此節點往后推3年，因此ARRW導彈將在2021年9月前形成早期作戰能力。美空軍評估認為，在雷神的方案中，導彈生存力和毀傷性能高度依賴其導引頭，而該導引頭在研制進度上卻無法滿足項目要求。美空軍在對洛克希德·馬丁公司方案的評估中明確提到，盡管洛克希德·馬丁公司具有非常好的基礎，各方面都非常符合項目要求，但在氣動外殼、前緣和雷達天線罩等部件研發上存在一定技術風險。

可以看出，太空的戰略屬性正在突顯，因為通過太空域的通信、導航、遙感，可以實現全面的信息不對稱。美國正在部署的SBIRS紅外預警衛星、AEHF高密級通信衛星、GPS-3新一代先進導航衛星、MUOS新一代移動高速通信星座、未來不久即將裝備的HCSW和ARRW高超聲速作戰武器等，都是對太空軍事戰略的響應。以俄羅斯為代表的其它軍事大國也在發展以“快”為特點的軍事能力——信息快、投送快，這使得太空作為戰場監視的制高點必須更加快速地呈現出地球表面對抗態勢。

對接在國際空間站上的聯盟號飛船

技術推陳出新，各國爭奇斗艷

空間飛行器智能自主控制技術進一步發展。自主控制，是指系統在沒有人或其他系統干預的條件下實現目標的控制過程，并能夠對環境和對象的變化做出適應性反應。智能自主控制，是指具備感知、學習、推理、認知、執行、演化等類人行為屬性的自主控制。智能自主控制是自主控制的高級階段，賦予空間飛行器系統主動探索、獲取知識、靈活應用等智能，使其具備復雜未知變化環境下的感知、決策和操控能力，實現生長和演化，最終達到群體協同下的智能涌現。這是對IEEE控制系統協會以及?Saridis人智能控制概念的綜合，并針對自主無人系統應用，進一步強調了進化、群智等屬性?？臻g飛行器智能自主控制以近地軌道航天器、在軌服務與維護機器人、深空探測器等空間飛行器為對象，利用人工智能技術，實現透徹感知、最優決策和自主操控，從而使空間飛行器具備在復雜環境下執行多變任務的能力。

IT技術推動邁向數字化2.0時代。先進技術，是現代軍事體系提質增效的核心驅動力。根據美《國防部數字現代化戰略》，美軍計劃將人工智能、云計算、大數據分析、認知計算、軟件定義網絡、區塊鏈、量子計算、物聯網、5G通信、無源光網絡、零信任安全等10多項新興概念與技術集成至空間作戰網絡。美軍希望通過這些先進的技術，對現有信息系統及軍事網絡進行深度改造，使其蛻變為一種更高級、更富有彈性、更具有智能化、更安全的數字化網絡。美軍極力構建空天一體化戰略體系，IT技術的發展對美軍實現太空部隊的設想提供了戰略支撐，使未來戰場更趨透明化。

SpaceX公司欲在全球設立“WIFI-網絡”。該公司計劃在9年內花費100億美元發射近1.2萬顆衛星，在全球范圍內提供互聯網服務。美國聯邦通訊委員會批準SPACEX公司計劃的衛星數量恐怖，包含4425顆高度550千米的低軌道衛星和后來增加的7518顆高度在340千米的超低軌道衛星。2019年5月美國獵鷹9號火箭在卡納維拉爾角空軍基地升空，火箭上總載60顆衛星，每顆衛星重約227千克，總重達18.5噸，這也是SpaceX發射歷史上有效荷載最重的一次。這60顆衛星是該計劃的先頭部隊，但它們上天后還不能立即提供互聯網服務。每顆Starlink衛星都采用平板設計，配備多根高通量天線和一個太陽能電陣列，使其能夠最大限度地大規模生產。

月船2號探測器及月球車

俄羅斯太空機器人飛船與國際空間站成功對接。2019年8月27日，載有太空機器人的俄羅斯聯盟號飛船與國際空間站進行了二次對接，獲得成功。代號為“太空機器人F-850”的智能機器人乘坐俄“聯盟飛船”順利返回地面。據悉，太空機器人F-850空間站之旅期間完成了所有測試任務。此次飛行，飛船的惟一乘客就是這個人形機器人。人形機器人身高1.8米，可以將四肢感受到的各種作用力反饋回遠端的計算機設備，并根據這些受力數據做出力度恰好的動作。這是俄羅斯第一次將人形機器人送往空間站，這種機器人將來有望在航天器外代替宇航員執行危險任務。

日本航天領域實現對小行星成功轟炸。2019年4月5日，日本在軍用航天領取取得重大突破。在3億千米外，隼鳥2號小行星探測器往小行星上砸出一個坑，確切的說是在小行星實施的一次成功的轟炸，美俄都無法做到。此次轟炸采用的是一種被稱為“沖擊裝置”的設備，主要部分為一個球，重約2千克，一個加速器，重達數千克的炸藥。當整個裝置被發射出去后，會在一定距離上起爆，讓沖擊器以每秒2千米的高速沖入小行星表層，從而在小行星表層砸出一個坑，造成相當數量的碎片飛起，可以借機采樣獲得樣品。

印度航天迎來“極限挑戰”。2018年印度曾在35天完成了7項工程任務，建造迄今為止最重要的通信衛星系統，進一步提高自己在太空中的地位。2019年印度開展了32項航天任務，包括印度的月船2號月球探測器利用著陸器和月球車登陸月球。月船2號飛船的主要目標就是在月球表面軟著陸，并在月球表面操縱月球車。科學目標包括研究月球地形、礦物分布、元素豐度、月球外大氣層，以及研究水和冰，為制作月球3D地圖做準備。印度正通過提升自主研制能力，減少對外國的依賴，提升印度航天產品的國產化率，進一步向航天大國發展。

總體來說，2019年世界軍用航空裝備與技術的發展可謂是百花齊放，爭奇斗艷。各類新型材料、高新技術持續的更新換代，體現的是航天制造業的技術水平和生產能力，是各國制造業實力和國防科技工業現代化水平的綜合體現。航天?產品的制造過程具有規模龐大、系統復雜、技術難度大、質量可靠性和安全性要求高、極具風險性等特點。大量新材料、新結構首先在航天產品中得到應用，在未來世界各國的裝備建設與發展的博弈過程中，需要加快對新型武器裝備的探索與發展，推進技術升級、結構轉型和效能增值，加快形成新型空天作戰能力。

責任編輯：劉靖鑫