“沉默咆哮者”升空美國天基作戰系統新動向

文/張晨

▲ 宇宙神5 551 型火箭攜帶“沉默咆哮者”升空

9 月10 日，美國宇宙神5 551 型火箭在卡納維拉爾角太空軍基地點火升空，經過約6.5 個小時飛行后，將3 個載荷送入預定軌道。這次保密任務代號是NROL-107，部署載荷被稱作“沉默咆哮者”（Silentbarker）衛星系統，標志著美國天基作戰系統部署進入新階段。

美國軍情部門合作

“沉默咆哮者”的前身是美國空軍的“天基空間監視系統-后續”項目。由于2010 年發射的用于觀測太空物體的“天基空間監視系統”Block10 衛星在2020 年壽命到期，美國空軍需要開發新系統，并強化監視太空物體的能力。與此同時，美國國家偵察辦公室（NRO）對地球靜止軌道的光學偵察衛星產生了興趣，恰逢美國空軍需要補發1 顆光學空間態勢感知衛星，因此兩者一拍即合，將項目合并為“沉默咆哮者”。當時任務僅招標了1 次發射。

這顆衛星在2022 年7 月運抵卡納拉維拉爾角，準備發射，但遭遇了異常情況，隨后被退還給制造商。雖然美國太空軍和NRO 都未公布制造商，但外界通過合同分析，可以確定L3 哈里斯公司是承包商之一。

值得注意的是，美國國家偵察辦公室在發射前公布了整個“沉默咆哮者”項目規劃：整個天基衛星系統分3 次發射建設，第一次是NROL-107任務，力爭在2026 年具備完善的作戰能力。根據美國政府總審計署發布的信息，到那時，預計“沉默咆哮者”項目總耗資將達到9.94 億美元。

▲ 發射任務徽章是一只狐貍

根據NROL-107 任務的招標要求，將把載荷送入一條遠地點高度36101 千米、近地點高度35471 千米、傾角0 度、周期24 小時的地球靜止軌道。宇宙神5 551 型火箭最多可將3850 千克載荷送入該軌道。最終，衛星將定點于東經105 度。由于這次發射將3 個載荷送入軌道，分別編號USA-34、USA-347 和USA-348，說明該項目首次部署的不僅是1 顆具有空間態勢感知和對地遙感功能的靜止軌道衛星，而是能夠協作觀測的多星組合體。預計后續發射的兩次“沉默咆哮者”大概率也是類似的多星系統，其衛星數量將遠遠超過目前在軌部署的“靜止軌道空間態勢感知”項目、“快速在軌空間技術評估-環”項目等。

▲ 美國“天基空間監視系統”運作示意圖

▲越來越多的航天器恐將成為空間監視目標

美國國家偵察辦公室在發射前表示，NROL-107 任務載荷可以提供“人道主義服務”，暗示至少1 顆衛星擁有較大口徑的光學成像系統，可以提供較大幅寬的中低分辨率廣域成像。雖然其前身“天基空間監視系統”Block 10 衛星使用了轉臺，以便跟蹤太空目標，但要想實現靜止軌道對地成像，更大口徑的光學成像系統是必不可少的，轉臺可能并不適用。再聯系到2011 年發射的USA-224“增強成像系統”衛星上使用了超敏捷平臺，外界推測，NROL-107任務載荷也應用了該技術，以獲得便捷的對地/對天快速指向切換能力。

“沉默咆哮者”的運作方式

美國太空軍的蓋特林將軍公開表示，“沉默咆哮者”項目是“威懾”戰略的一部分。這也是美國首次明確公開“靜止軌道威懾系統”。蓋特林將軍對“沉默咆哮者”項目的任務進行了生動描述：“了解靜止軌道上的情況，羈押可能有威脅的衛星?！迸c此同時，美國國家偵察辦公室將該項目描述為“看門狗”（Watchdog）。

其實，“沉默咆哮者”的英文名字由代表監視、防御的“Silent”和代表威懾、進攻的“Barker”兩部分組成，顯示該項目將部署不同功能的衛星。

外界認為，與傳統上專注于抵近觀察、獲得高分辨率圖像的技術判讀類衛星不同，“沉默咆哮者”中的監視衛星很可能是用于軌道測量的小衛星。眾所周知，美國太空軍對一些靜止軌道上的高機動衛星（如俄羅斯的“奧林匹斯”-K）十分忌憚，認為這些衛星將在特殊情況下對美國重要空間資產（如寬視場預警衛星、核爆伽馬射線監測衛星、下一代紅外情報收集與預警衛星、L 波段戰略廣播增強通信衛星等）形成重大威脅。因此，美國太空軍希望發展一套空間監視系統，密切監控他國衛星，并在他國衛星開始實施機動時予以限制和封鎖。這應該是對“沉默咆哮者”項目“羈押”功能的較合理解釋。

鑒于靜止軌道上的小型立方星亮度很低，在地面望遠鏡中幾乎無法被成像，因此這些小衛星是相對“隱形”的存在，可以很方便地被部署到對美軍空間資產有威脅的他國衛星附近。換句話說，美軍這套系統在理論上可以實現對地球靜止軌道的“絕對掌控”，甚至可以發展為“靜止軌道全面摧毀系統”的原型。

至于“沉默咆哮者”項目載荷，有分析認為，主要是配置大口徑光學成像系統的超高敏捷、超高穩定、超高精度衛星，用于實現對靜止軌道的廣域跟蹤和監視，并負責高水平遙測遙感。這類衛星作為整個系統的中樞，能夠在形勢較緩和時期進行對地光學觀測。

一些載荷適配器作為機動中樞，攜帶更小的衛星，實現地球靜止軌道巡航。必要時，這些載荷適配器也可以攜帶偵察載荷，充當系統中更低一級的空間態勢感知衛星。掛在載荷適配器上的小衛星采用敏捷體制，具有高機動性能，主要用于抵近美國太空軍認定的“有威脅衛星”，實現“看門狗”的功能，甚至策略更激進一些，抵近“有威脅衛星”并在其上面布置超小型刀片狀設備，實施寄生式監控和破壞。

▲ 載荷適配器部署多顆小衛星示意圖

總而言之，“看門狗”的含義意味著，該系統能夠提供對“有威脅衛星”的預警能力，彌補常規地基和低軌天基態勢感知系統對高軌道監測能力較弱的缺點，同時有望實現對高軌高機動目標的威懾和“羈押”，限制他國衛星機動，減少其對美國天基資產的威脅。

打造靜止軌道“奇兵”

提到美國太空軍的高機動性高軌道作戰系統，就不能回避ESPA，全稱為“漸進增強型一次性運載火箭次級載荷適配器”，是由諾·格公司研制的環形結構，主要材質是鈦合金。ESPA 又被改造為衛星，稱為ESPA環衛星，比較著名的有月球撞擊坑遙感與觀測衛星等。

相比ESPA 這種無動力結構，ESPA 環衛星改裝時僅添加了推進系統和電子元器件，結構相當簡單，適合大批量生產。該衛星平臺結構緊湊，高僅61.5 厘米，直徑157.5 厘米，每個端口可攜帶181 千克載荷，總攜帶載荷質量達1086 千克，根據配置不同，擁有每秒400～800 米的速度增量，工作壽命16 年。同時，它可以在側面掛載6～12 個小型載荷，包括可分離式和不可分離式。

▲ ESPA 環衛星部署小衛星示意圖

美國太空軍對ESPA 環衛星的“彈性”構架十分器重，以此為基礎結構，啟動了多個航天器項目。這些任務一般搭配美國新一代空間資產發射，因此NROL-107 任務大概率也攜帶了ESPA 環衛星，輔助搭載所謂“抵近敏捷衛星”。

這些ESPA 環衛星一方面可以作為新型空間試驗載荷的運行平臺，另一方面，可以通過攜帶小型抵近敏捷衛星，作為美國空間資產的“護衛力量”。第一顆美國軍用ESPA 環衛星“老鷹”（EAGLE，學名全稱是“漸進增強型一次性運載火箭次級載荷適配器改裝靜止軌道試驗”）的任務就證明了這兩條。

“老鷹”攜帶了新體制逆合成孔徑激光雷達，進行原理驗證。該雷達可以獲得分辨率遠遠超過光學系統衍射極限的圖像，被宣傳為“空間態勢感知對抗規則的改變者”。

▲ 第一顆美國軍用ESPA 環衛星“老鷹”執行任務示意圖

▲ 美軍利用載荷適配器和小衛星開展空間自動導航與定位試驗

“老鷹”又釋放了一顆美國空軍實驗室研發的小衛星，被認為是小型抵近空間態勢感知衛星的原型星。因為這顆小衛星應用了專門適配ESPA環衛星的130 千克平臺，而該平臺首次應用是2014 年發射的本地空間自動導航與定位試驗衛星，幫助試驗衛星實現了對火箭4 米尺寸末級的跟蹤與成像。這款平臺具備400 米/秒的速度增量，可以在分離后8 年內依靠自主推進系統嚴格維持靜止軌道。

ESPA 環衛星可以和掛載的次級載荷之間實現電力、數據交聯，配置的太陽翼在任務開始時具備1200 瓦功率，并通過總線分配給載荷950 瓦。ESPA 環衛星還配置有96 安時的鋰離子電池，對于干重不到500 千克的衛星來說，算得上電力充沛。ESPA環衛星還配置有36吉比特容量硬盤，又具備直接對地256 千比特/秒以及對美軍通信衛星1.6 兆比特/秒的通信傳輸速率。

借助1553B 總線、通用數據鏈接口等，ESPA 環衛星還實現了各個載荷之間的數據互聯互通，也就是說，如果某一顆ESPA 環衛星掛載了一些空間態勢感知載荷，那么每個載荷都能獲取其他載荷的觀測結果。

如果爆發太空戰，ESPA 環衛星可以掛載較大口徑的光學成像系統，前出到安全位置，并實時將數據引導到小巧的“殺手衛星”上。由于距離太遠，地基系統恐怕很難發現這些比柯伊伯帶小天體還要暗弱的小衛星。不過，這種對抗手段要求靜止軌道空間態勢感知能力達到全新的水平，而美國太空軍為了對抗這種由自己提出的戰法，研發了“沉默咆哮者”系統，防備他國的高機動小衛星抵近自己的天基資產。

值得注意的是，ESPA 環衛星具有軌道組裝能力，被比喻為“超大型空間無人機蜂群”，可以通過一套機械臂實現軌道組裝和分離，打造更加靈活、有“彈性”的靜止軌道空間架構。因此，ESPA 環衛星被美國太空軍視為未來空間作戰系統的中堅力量和根本手段，又擁有極強的空間數據整合能力，對于競爭者來說，是極其棘手的存在。

未來，更強大的ESPA-HP 環衛星將進入太空，攜帶電推進系統，從而極大地提升載荷攜帶量和壽命。甚至有的航天單位提出構想，基于ESPA-HP 環衛星，研制配備超大型柔性太陽翼的電推進航天器。

▲ 配置大型太陽翼的ESPA-HP 環衛星示意圖

進一步追求不對稱優勢

美國太空軍不僅希望大量部署ESPA 環衛星，隨著“沉默咆哮者”系統建設進程，主要用于平常時段空間目標探測的地球同步空間態勢感知計劃（GSSAP）衛星也正在實現性能提升。第一組GSSAP 衛星于2014 年發射，今年退役。第二組GSSAP 衛星在2016 年發射，目前仍然在靜止軌道上持續巡航。今年上半年，第七顆和第八顆GSSAP 衛星的訂單已授出。

前兩組GSSAP 衛星均由配備4米整流罩的德爾它4M+火箭發射，而更新的GSSAP 衛星發射任務則選擇了配備5 米整流罩的宇宙神5 511型火箭，表明新衛星很可能使用了新體制載荷。外界認為，這種載荷就是“老鷹”曾測試的新體制逆合成孔徑激光雷達，有望顯著增大新型GSSAP 衛星對空間目標成像距離，也會提升對手對抗難度。

▲ 美軍正在積極推動地球同步空間態勢感知計劃衛星部署

▲ “殺手衛星”作戰想象圖

在此之前，美國曾提出過更多的太空戰概念設想。比如，X-GEO 概念企圖在比靜止軌道更高的空間部署打擊力量，從“墓地軌道”到地月空間都屬于其影響范圍，甚至2022 年發射的為繞月空間站探路的“頂石”衛星也要驗證在月球軌道作戰的相關技術。配合X-GEO 概念，美國太空軍希望在高軌道部署低可探測性衛星，輔以各種消光消紅外技術，盡可能降低衛星被探測到的概率。在X-GEO 概念中，“墓地軌道”是重要的作戰環境，“殺手衛星”將隱藏在眾多廢棄航天器中，或者偽裝為廢棄衛星，伺機發動攻擊。

無論如何，美國在靜止軌道上的投入力度越來越大，無論是正在試驗的新體制逆合成孔徑激光雷達系統、剛發射的NROL-107 任務載荷，還是未來的可組裝式ESPA 環衛星，都代表著美國為爭奪空間霸權而不遺余力。與此同時，美國遍布全球的地面站可以及時操作衛星進行攻防行動。“半人馬座”系列上面級又提供了強大的軌道“直送”能力，極大簡化了部署靜止軌道衛星的復雜度，使得ESPA 環衛星之類的小衛星進入靜止軌道變得更加方便，令靜止軌道變得更加“危機四伏”。在這種背景下，一些更加強力的太空威懾系統逐漸浮現，“沉默咆哮者”項目的“威懾”概念正是美國進一步擴展太空霸權的明顯體現。