2022年太空攻防和太空服務領域發展綜述

唐浩文 鄧剛 宋博（ 北京空間科技信息研究所 中國航天科技國際交流中心）

1 概述

2022年全球在太空攻防和太空服務領域的發射活動呈蓬勃發展態勢，全年共成功發射14 顆衛星，其中美國發射8 顆衛星，占比58%，包括3 顆民商衛星，5 顆軍用衛星；歐洲發射3 顆衛星，占比21%，均為民商太空服務衛星；俄羅斯發射3 顆衛星，占比21%，均為軍用攻防試驗星。

2022年，全球太空攻防和太空服務領域發展進程顯著加快。一方面，美國、歐洲、日本等主要航天國家和地區均將太空服務列入航天發展戰略規劃，在國家層面的大力支持下，啟動了一系列的太空服務項目，取得了大量成果，實質推動太空服務從技術試驗階段邁向體系化構建階段。以軌道預置和布設、太空碎片清除、衛星延壽為代表的太空服務技術逐漸成熟，規模化應用開始興起；另一方面，以美國為代表的航天強國把太空視為大國博弈對抗的主戰場，重點發展太空攻防類技術，并借助演習探索戰術戰法，以便未來能在需要時快速轉化為裝備和能力。

2 美國

軍用領域

2022年，美國在太空攻防和太空服務領域共發射4 顆軍用衛星，包括1 個美國天軍-12 環形（USSF-12 Ring）衛星布設器、1 個長期帶推力“改進型一次性運載火箭”（EELV）有效載荷適配器-2（LDPE-2）衛星布設器、1 顆美國-337（USA-337）機密衛星和1 顆泰特拉-1（Tetra-1）攻防小衛星。其中USSF-12 Ring 衛星布設器是一項機密任務，旨在為國防部演示驗證新型技術；LDPE-2 衛星布設器具備強機動變軌能力，能實現微納衛星軌道預置、機動部署、交會和抵近等操作。USA-337 是一顆機密衛星，外媒普遍推測用于太空攻防試驗；Tetra-1是美國天軍發展的高軌攻防試驗星，也是Tetra 系列的首星。此外，美國天軍在2022年為增強太空攻防作戰戰備與訓練水平，完成了5 次太空對抗演習演訓活動。

目前，美軍已構建了由“鎧甲”（ARMOR）、“麥考羅夫特”（Mycroft）、“前進”（ASCENT）和Tetra 等力量投送衛星，“老鷹”（Eagle）、LDPE、“任務拓展飛行器”（MEV）等機動與后勤裝備構成的攻防裝備體系，初步形成了抵近、隱秘部署、主動打擊、護衛防御等能力，正在大力驗證開發太空戰法和戰術，并反向為裝備發展明確需求和方向。

（1）成功發射泰特拉—1 高軌攻防試驗星，加快推進高軌攻防技術驗證

2022年11月1日，美國天軍Tetra 衛星搭乘“獵鷹重型”（Falcon Heavy）火箭成功發射。Tetra項目從2018 財年正式立項后，與“企業化地面系統”（EGS）地面運控云平臺、“企業化作戰管理和指揮控制”（ESBMC2）指控云平臺項目進行了協同，與“試驗平臺和防御力量包”項目和LDPE 機動飛行器項目進行了整合，項目目標由原型系統試驗進一步向作戰概念檢驗、戰術戰法開發和部隊對抗訓練拓展。隨著美軍不斷更新認識，Tetra 在軌衛星被定為更聚焦于機動部署和攻防格斗任務。

（2） 聚焦太空作戰，美天軍開展5 次演習活動

2022年，美國天軍舉辦了5 次太空作戰相關演習，包括3 次年度“太空旗”（Space Flag）演習，“視差上升”（Parallax Rising）桌面推演（TTX）系列的首次聯合作戰桌面推演，以及名為“黑色天空”（Black Sky）的首次“天空”（Sky）系列實戰演習。

1）年度“太空旗”演習。2022年美國天軍主導的3 次“太空旗”系列演習代號分別為SF 22-2、SF 22-3 和SF 23-1。其中2022年4月開展的太空旗22-2（SF 22-2）演習通過假設在美國印太司令部和歐洲司令部負責區域發生戰爭情況下，美國在面對太空競爭對手時所開展的太空對抗，模擬各相關部隊如何進行方案制定、任務籌劃、聯合行動。2022年8月開展的太空旗22-3 演習是一次戰術任務規劃演習，旨在使太空作戰人員在競爭、降級和戰斗受限的環境中作戰做好準備，阻止對手的侵略并拒止其在太空域的行動。其中軌道戰是重點，通過模擬紅方在軌進行軌道交戰，己方進行格斗、規避，并為戰區提供信息支援。2022年12月開展的太空旗23-1 演習首次圍繞歐洲司令部戰術作戰想定，開展聚焦歐洲沖突的太空作戰演習任務，演習模擬訓練了太空系統在俄烏沖突中的支撐作戰任務，演習科目主要包括軌道戰、電子戰、太空態勢感知、網絡技術以及情報指揮等。

2）首次“視差上升”演習。9月7—9日，美國天軍太空系統司令部在卡納維拉爾角天軍站舉行了首次“視差上升”系列的聯合作戰桌面推演。此次推演在為期3 天的時間內，重點聚焦機構間職責的簡化，以快速獲得太空響應發射能力。太空快響發射任務根據聯合作戰司令部需求研制支持戰術作戰的火箭和衛星及配套地面段（通常為12 個月），隨后火箭和衛星處于“熱備份”狀態（最長6 個月），直至接到“啟用”命令后衛星與火箭快響運至發射場，最終在接到“發射通知”后，于24 小時內完成發射，于入軌后48 小時內快速提供服務。

3）首次“黑色天空2022”演習。9月19—23日，美太空訓練和戰備司令部完成首次“黑色天空2022”實戰演習。該演習屬于美天軍新開發的“天空”系列演習的一部分，“天空”系列演習的模式參考了美國空軍“旗幟”系列演習，但在演練內容上更加聚焦于具體的作戰樣式。首次“黑色天空2022”以電磁戰為重點，由第1 太空三角隊下屬的392 作戰訓練中隊推動，太空作戰司令部第3、4、5 太空三角隊、國民警衛隊和空軍預備役的多個作戰中隊參演，演習范圍橫跨加利福尼亞州和科羅拉多州，并上延至3.5萬千米高太空軌道，演習將干擾真實的在軌衛星，而該“靶星”則從一家商業公司“租借”。

民商領域

2022年，美國在太空攻防和太空服務領域共發射4 顆民商衛星，包括2 個夏爾巴衛星布設器（SHERPA-AC-1/SHERPA-LTC-2）、1 顆 螢火蟲膠囊-2（Firefly Capsule-2）衛星和火星前哨演示-1（OMD-1）衛星。其中夏爾巴衛星布設器是太空飛行公司（Spaceflight）開發的可攜帶衛星/有效載荷進行軌道機動與布設的飛行器，目前在軌5 個。螢火蟲膠囊-2 衛星搭乘螢火蟲-阿爾法（Firefly Alpha）運載火箭發射，其上部署18m2的牽引帆，在發射后為螢火蟲-阿爾法火箭的上面級提供脫軌能力。火星前哨演示-1 是美國納米艙公司（NanoRacks）發展的技術試驗衛星，將在軌演示驗證在軌無碎片化機器人金屬切割技術。

美國近年來高度重視民商太空服務能力建設，陸續在國家層面出臺多份政策文件推動行業發展，目前美國具備世界領先的太空服務能力，已形成抓捕延壽和多軌道預置布設的業務服務能力，并在航天器重定位、太空碎片清除、在軌加注、大型在軌結構裝配、大型地外設施建造等方面有著豐富的技術積累。

（1）美國把太空服務上升到國家戰略層面，通過統籌協調推進領域發展

美國白宮科技政策辦公室于2022年4月和12月先后發布《太空服務、組裝與制造國家戰略》（簡稱《戰略》）與《國家太空服務、組裝與制造實施計劃》（簡稱《計劃》），將太空服務、組裝與制造（ISAM）作為美國提升科技創新能力、強化全球競爭力和領導力的重要戰略支點。其中《戰略》設定了6 個工作目標來支持在軌加注、維修和制造等多種技術和服務的發展，具體包括：①推進ISAM 研究與發展；②優先發展“可擴展基礎設施”；③加速新興ISAM 商業產業發展；④促進國際協作與合作來實現ISAM 發展目標；⑤在發展ISAM 能力過程中重視環境可持續性發展；⑥以ISAM 潛在創新成果來激勵未來勞動力多元化發展。《計劃》在就《戰略》提出的6 項戰略目標列出了28 項具體行動。

（2）美國太空服務領域飛速發展，2023年將有多個項目開展在軌演示驗證

2022年，隨著民商太空服務領域市場需求不斷增長，美國民商領域太空服務項目加速推進，預計2023年將有至少4 個太空服務項目開展在軌演示驗證。

在民用領域，包括美國國防創新部門（DIU）開展的“軌道前哨”（Orbital Outpost）項目，計劃發展可擴展的低地球軌道（LEO）小型無人空間站，能夠實現太空組裝、微重力試驗、物流和存儲、測試和評估、搭載有效載荷等功能。項目于2019年7月發布征詢書，2020年完成第一階段項目分包，計劃2023年完成原型建造并發射入軌；美國國家航空航天局（NASA）開展的在軌服務、組裝和制造-2（OSAM-2）項目，計劃在軌建造、組裝和部署可操作的太陽能電池陣列。項目原名拱門-1（Archinaut-1），由NASA 于2016年提出，后擴展任務范圍并更名為OSAM-2。OSAM-2 現已完成技術地面測試，計劃2023年發射。

在商業領域，包括原子航天公司開展的“原子軌道轉移飛行器”（Atomos OTV）項目，將為在軌航天器提供軌道轉移服務，該項目計劃在2023年發射前2 顆航天器“夸克”（Quark）和“膠子”（Gluon）；零重力地平線技術公司（Zero-G Horizons Technologies）開展的“航天器先進在軌加注和儲存系統”（SOARS）項目，未來將為航天器提供先進在軌燃料補給和儲存服務，該項目計劃2023年在“國際空間站”上進行演示驗證。

3 俄羅斯

2022年，俄羅斯共發射3 顆太空攻防衛星，分別是宇宙-2558（Kosmos-2558）、宇宙-2561（Kosmos-2561）和宇宙-2562（Kosmos-2562），3 顆衛星都屬于機密衛星，具體情況未公布，外界普遍推測為攻防技術試驗衛星。

俄羅斯由于綜合國力和國際形勢的限制，避免與美國直接展開全面抗衡與競賽，力求發展新的非對稱手段維持戰略態勢和平衡，以重新獲得領先的大國地位。近年來，俄羅斯積極研發新一代地基反衛系統，并在實際作戰中進行進攻、防御型操作和技術驗證，增強技術儲備，提升靈活多樣太空作戰能力。

俄羅斯成功研制新一代地基定向能反衛系統

2022年8月，俄媒報道稱，俄羅斯已成功研制出新型“卡林娜”（Kalina）激光反衛星系統，并計劃借助該系統阻止他國衛星對俄領土進行監視。“卡林娜”是俄羅斯為太空巡邏打造的第三種激光武器，能發現和識別在軌衛星并使其臨時暫時致盲或永久毀壞。“卡琳娜”是“科羅納”（Krona）綜合系統的一部分。“科羅納”由1 個用于識別衛星并對其分類的雷達裝置和1 個激光光學定位儀（LOL）組成。激光光學定位儀包括：1 個0.4m 廣角望遠鏡，用于探測高軌衛星；1 個1.3m 窄角望遠鏡并配有自適應光學器件，用于對低軌衛星進行高分辨率成像；1 部激光雷達（即“發射-接收信道”），用于精確測量到衛星的距離。俄羅斯專利和采購文件顯示，“卡林娜”具有獨立的跟蹤系統和自適應光學系統，可幫助其更好地減輕大氣干擾；此外，該激光器本身也有一套收發系統，用于測量從目標反射回的激光，以便能夠更準確地直接瞄準目標物體上的光學系統。

俄羅斯在俄烏沖突中運用電子戰能力對“星鏈”衛星進行干擾

在俄烏沖突開始后，SpaceX 公司的“星鏈”（Starlink）衛星在烏克蘭高調啟用，并迅速介入到軍事行動中，為烏克蘭政府、國防和關鍵基礎設施部門提供連接互聯網的冗余網絡支持。通過“星鏈”，烏軍實現目標情報數據的實時或近實時傳遞，保障了火炮等地面打擊力量的作戰決策與指揮、控制，實現對俄軍目標的迅速、準確發現與精確打擊。鑒于“星鏈”保持烏軍通信能力對俄軍造成的威脅，俄軍采取了電子戰軟殺傷能力抵消“星鏈”威脅，并取得了一定的成效。

2022年6月， 俄 軍 新 研 發 的 披 肩-K（Palantin-K）電子戰系統開始應用于烏克蘭戰場，可用于壓制衛星地面站以及無線電中繼通信地面終端，俄軍稱其已經對烏克蘭境內的移動通訊和互聯網信號進行了屏蔽。披肩-K 可以對“星鏈”系統實現精準的點對點干擾，可用于關鍵時間段的通信指控作戰奪控，但實戰中不適合長時間持續干擾，以免遭到對手定位打擊。此外，由于該系統數量有限，而“星鏈”終端數量龐大且位置分散，因此披肩-K 仍難以完全滿足戰場上實際作戰需求，必須結合其他電子戰手段實施分布式干擾。

4 歐洲

歐洲已具備低軌軌道預置和布設服務能力，目前正通過歐洲航天局、歐盟委員會資助多項太空服務項目，穩步推進在軌延壽、加注、檢查、制造、組裝、碎片受控再入、有效載荷更換等多項技術的研發工作。2022年，歐洲發射3 個“在軌衛星運載器”（IONSCV 004、ION-SCV 005 和ION-SCV 006）。“在軌衛星運載器”是意大利D-軌道公司（D-orbit）發展的立方體衛星布設器，已發射6 個，目前全部在軌運行。2023年，歐洲將有兩個太空服務項目進行在軌演示驗證，包括由法國尋跡公司（Exotrail）目標提供在軌航天器提供軌道轉移服務的“太空貨車”（Space Van）項目和外發射公司目標提供軌道轉移和碎片收集服務的“信賴”（Reliant）項目。

“披肩-K”電子戰系統照片

5 日本

對目標航天器（模擬太空碎片）的磁吸捕獲能力。2022年4月7日，ELSA-d 系統成功完成對目標航天器的遠距離抵近，但截至2022年底未實施捕獲操作。LEXI 項目同樣是日本空間尺度公司（Astroscale）發展的項目，旨在將LEXI 衛星充當推進系統為GEO衛星提供在軌延壽服務，可實現位置保持、姿態控制和變軌等功能。Astroscale 公司計劃在2026年發射首顆LEXI 衛星。

日本正在開展世界首個真實太空環境太空碎片移除全過程演示驗證項目“空間尺度壽命末期服務-演示驗證”（ELSA-d），如果成功，日本將成為首個具備太空碎片業務化移除能力的國家，此外日本正積極把能力向在軌延壽方向拓展，力圖圍繞太空碎片移除和在軌延壽兩個熱點方向建成世界領先的太空服務能力。2022年，日本未發射太空攻防和太空服務衛星。2022年日本持續推進ELSA-d 項目碎片清除衛星的在軌演示驗證任務，并加速開展“在軌延壽關鍵能力”（LEXI）項目。

ELSA-d 太空碎片主動清除演示驗證系統是日本空間尺度公司發展的項目，旨在進行全球首次在真實太空環境下的太空碎片搜索-交會-對接-離軌全過程的演示驗證，并為后續發展實用性太空碎片主動清除系統積累技術和經驗。ELSA-d 系統于2021年3月22日發射，2021年8月26日ELSA-d 系統完成了捕獲技術的在軌測試，成功演示驗證了該系統

6 太空攻防和太空服務發展趨勢

把太空視為作戰域繼續積極備戰，圍繞高軌重要資產開展太空攻防試驗

美國明確視太空為作戰域后，更重視太空進攻理念發展和實戰應用，加速在高軌攻防作戰戰備研究與試驗。鑒于當前太空作戰理論尚未發展成熟，美在太空安全領域發展總體采取“開放發展、廣泛探索、多研少產”的模式，通過前期大量廣泛的概念研究-技術研發-演示驗證方式，進行技術驗證和積累，必要時快速裝備形成能力。俄羅斯將重點發展地基反衛系統，并不定期開展在軌攻防試驗與美國進行對抗。歐洲、日本繼續圍繞太空服務領域發展軍民共用安全技術，同時依賴美國系統和數據共享協議獲得有限安全防護手段。短期來看，全球范圍內不會出現業務型太空攻防系統部署，主要仍以技術研發和演示驗證為主。美國太空攻防對抗領域研發將以高軌高價值資產為重點，繼續圍繞數項攻防領域重點能力開展，包括防御性太空對抗、進攻性太空對抗、指揮控制和戰場管理等，確保“泰特拉”高軌攻防試驗衛星、“雄雞”（ROOSTER）高軌機動部署飛行器、“地球同步軌道衛星自主服務”（RSGS）軍用太空服務項目順利推進。

“空間尺度壽命末期服務-演示驗證”（左）和“在軌延壽關鍵能力”（右）項目示意圖

高度重視太空服務系統與技術研發，謀求領先優勢

2022年，美、俄、歐、日等國家和地區高度重視太空服務系統與技術開發，國際上掀起新一輪太空服務領域發展熱潮。綜合來看，美國能力全面領先，已通過成熟技術轉化率先具備商業延壽服務能力，現正通過軍民商多線同時推進持續擴大領先優勢。歐洲具備較為成熟的低軌立方體衛星的軌道預置和布設能力，近期將開展軌道轉移和太空碎片清除技術演示驗證。日本正持續發展太空碎片清除技術，預計將較快形成業務型能力，未來5年將把能力向軌道延壽領域擴展。