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太空技术与信息化战争

时间:2017-11-27 来源:国防参考 点击:

自1957年前苏联成功发射第一颗人造卫星以来,太空就成为大国战略竞争的新领域、综合国力的新源泉、维护国家安全利益的“高边疆”、军事斗争的新战场。当前,世界上有60多个国家(地区)参与航天活动,有30多个国家(地区)具备独立实施航天的能力,世界太空战略态势呈现“两强多元”的战略格局。太空军事化战略竞争日趋激烈,已经进入武器化实战化新阶段。密切关注世界太空领域军事技术发展动向,深入研究太空军事竞争对信息化战争的影响,对于做好军事斗争准备,牢牢掌握国际战略竞争主动权具有重大现实意义。

一、太空技术军事化发展历程

太空技术与太空战略竞争,发端于“冷战”期间美苏之间的核战略对抗,并随着世界新军事变革的发展而悄然跃升。纵观太空军事化60多年的发展历程,太空技术军事化发展大体可分为三个阶段:

第一阶段:太空技术在“冷战”环境下孕育和探索(20世纪50年代末至70年代初)。“围绕夺取核战略优势和强化核战略稳定,积极探索太空信息军事运用的途径与手段,争夺太空技术优势”是这一时期太空技术军事竞争的主要特征。二战结束后,以苏联和美国为首的东西方两大阵营随即展开了旷日持久的全面战略对抗,激烈的核军备竞赛成为双方战略竞争的核心关键领域。为了全面及时地侦察掌握对方战略力量动态和战略目标分布,美苏都在弹道导弹基础上研制出运载火箭和侦察卫星,开创了侦察监视、战略预警、大地测绘、气象水文等一系列太空信息技术与手段,同时也推动空间站、载人飞船、航天飞机等载人航天技术的发展。1961年“柏林危机”、1962年“古巴导弹危机”的“和平”解决,以及第四次中东战争中以色列军队反败为胜,军用侦察卫星都发挥了关键的战略作用。但由于这一时期太空信息技术水平总体较低,太空信息系统数量规模有限,太空信息技术仍处于粗犷的有限战略运用水平。

第二阶段:太空信息技术加速向“实战化运用”推进(20世纪70年代初至90年代末)。“太空信息技术及其运用加速成熟发展,并与现代战争实施一体化融合,有力推动信息化战争的发展”是这一时期太空技术军事竞争的主要特征。进入20世纪70年代后,随着计算机、通信技术、自动控制技术等高技术群的加速创新发展,有力推进了太空信息技术成熟发展,光学侦察、雷达侦察、电子侦察、海洋监视、导弹预警、通信中继、导航定位等卫星体系建设取得长足进步,太空信息技术手段更加多样、性能更加先进、体系更加完备、功能更加强大,太空信息技术进入成系统建设、成规模发展、成体系运用新阶段。这一时期,太空信息系统在继续支援保障战略核力量的同时,积极拓展与各军兵种力量的全面融合和一体化实战应用,使太空信息系统成为联合作战的重要支撑,现代战争进入信息化战争新时代。在1991年的海湾战争和1999年的科索沃战争中,军用卫星的运用规模和范围空前拓展。在海湾战争中,美军动用70多颗卫星对战争实施全程信息支援,有力地保证了多国部队高效指挥控制、全球机动部署和远程精确打击,由此美军称海湾战争为第一场“太空战”。

在太空信息技术成熟发展与全面运用的同时,美国重视发展太空进攻技术与手段,企图打破美苏核战略平衡,夺取绝对的核战略优势。1983年,美国总统里根抛出“战略防御倡议”(SDI计划),大力发展非核动能拦截技术、定向能武器等新的太空攻防技术,代表性的是“智能卵石”“克莱门汀”计划项目,为太空技术向攻防一体化发展奠定了重要的技术基础。

第三阶段:太空技术向攻防一体化方向全面跃升(20世纪年90代末以来)。“积极推进太空进攻性武器实战化,谋求太空力量攻防一体化发展,不断加强对太空的战略控制”是这一时期太空技术军事竞争的主要特征。进入21世纪后,航天大国在继续推进太空信息系统实战应用的同时,积极谋求太空攻防技术的创新发展。以动能、定向能武器和在轨操控为主的新杀伤破坏机理技术,高超声速空天往返技术,航天器机动变轨、攻击告警、自适应防护和快速重构等太空攻防技术迅速发展。目前,地基/海基动能反卫武器、强激光武器、轨道自主机器人、空天机动飞行器等太空进攻性武器逐步具备实战能力,太空力量正向攻防一体化方向稳步推进。与此同时,太空作战理论和太空作战体系也在快速发展。1998年4月,美联合航天司令部发布《美国航天发展长期规划—2020年构想》,将“控制太空”作为首要任务;俄罗斯把争夺太空优势作为确保国家安全的主要手段,并制定《2030年前及未来俄罗斯航天发展战略》、《航天活动法》等一系列法规及战略文件。在航天部队建设方面,美军已构建“战略司令部——军种太空司令部——太空作战力量”的太空作战领导指挥体系,并于今年7月,由众议院通过法案提出对国防部军事航天管理架构进行重大改革——组建航天军和成立国家航天司令部,虽然这一法案目前受到空军的反对而未通过。俄罗斯于2001年组建航天兵,2011年整合负责军事航天和防空反导作战的兵力为空天防御兵,并在此基础上于2015年合并现有的空军和空天防御部队,组建世界第一支“空天军”,运用于叙利亚军事行动。

二、航天大国太空技术发展现状

航天大国是世界航天力量格局的主导力量,其太空技术的发展与运用代表着世界航天发展的方向,对太空领域安全与发展具有决定性影响。当今,航天大国太空技术发展呈现以下特点。

新一代军用卫星系统加速更新换代,天基信息优势和态势感知能力显著增强。美、俄等航天大国不断研制新型卫星、升级原有系统,以全面增强天基信息优势。

在侦察监视卫星领域,为全面争夺太空信息优势,航天大国正在积极研发高轨道薄膜衍射成像、超光谱成像、红外凝视传感器,以及卫星星座组网等新的卫星侦察技术,以不断提高侦察卫星的空间分辨率和时间分辨率。目前,美国的光学成像卫星光分辨率达0.1米,雷达成像卫星分辨率达0.3米,电子侦察卫星可覆盖雷达信号和微波、无线电等大部分电磁频谱;海洋监视卫星具备对舰船全天候、全天时监视能力;美还计划部署新一代NROL-71(“锁眼-13”)光学侦察卫星,提升战略和战术侦察能力;2016年,美国完成“蜘蛛”微缩干涉光学成像系统原型设计工作,厚度和重量仅为传统系统的1/10,但具有更高分辨率;俄罗斯完成了分辨率达0.3米的“琥珀/钴-M”和“角色-3”光学侦察卫星的在轨部署。

在通信卫星领域,美国部署多颗新型军事通信卫星,“先进极高频”(AEHF)卫星星座实现初步作战能力;美海军“移动用户目标系统”-5(MUOS)入轨,并完成新一代窄带通信卫星星座构建,卫星通信能力提高10倍;“宽带全球卫星通信系统”(WGS)已构建10颗卫星星座;“防护战术波形”(PTW)研究取得突破,将全面改变军事通信系统战术防护模式;俄罗斯增加3颗“信使-3M”数据中继卫星,优化太空信息传输能力。欧洲第五代“国际移动卫星”完成在轨组网,建起首个GEO全球宽带移动通信星座。

在导航定位卫星领域,美国推动GPS全球定位系统快速更新,GPS-Ⅲ卫星在精度、抗干扰能力以及使用寿命方面都取得较大突破;俄罗斯保持“格洛纳斯”(GLONASS)系统稳定运行并完成系统升级测试,计划于2020年建成由30颗“格洛纳斯”K1、-M组成的星座,定位精度提升到0.6米;欧洲加快“伽利略”(Galileo)系统部署,具备初始运行能力;日本“准天顶”(QZSS)研制稳步推进,计划于2023~2024年完成由7颗卫星组成、提供连续导航定位能力的“准天顶”系统。

在导弹预警卫星领域,美导弹预警卫星体系发展向弹性与分散转型,扫描与凝视载荷分散部署。“天基红外系统”(SBIRS)由5颗地球同步轨道卫星、2颗大椭圆轨道卫星和24颗近地小卫星组网,“高轨卫星增量Ⅱ”计划进入测试阶段,能够对全球范围战略和战术导弹袭击提供20~30分钟预警时间。俄罗斯用“沃罗涅日-DM”和“伏尔加”导弹预警雷达重建地面早期预警网,并部署下一代导弹预警卫星系统,计划发射18颗“冻土带”导弹预警卫星,构建太空导弹袭击预警网“统一航天系统”,全面提高俄反导和战略武器快速响应能力。

在测地卫星领域,美国对地观测卫星向体系化、弹性化方向发展。俄罗斯成功部署首颗传输型光学测绘卫星。民商用对地观测卫星发展迅速。

在微小卫星领域,美国研发并试验3颗“轨道纳米卫星效用”卫星,能为作战部队提供实时语音、数据和可视化服务;雷声公司研制的“军事作战使用效应”(SeeMe)战术卫星,能为前线部队提供近实时战场图像数据;DARPA新增项目“雷达网”,为立方体卫星设计轻量级、低功率、宽频带通信天线。

在太空态势感知领域,美国防部与情报界建立“跨机构联合太空作战中心”(JICSpOC),2017年4月被升格为“国家太空防御中心”(NSDC),增强太空态势感知指控系统协调响应能力;“太空篱笆”系统不断升级,未来能够探测跟踪5cm大小的太空物体和10万个太空目标;“天基太空监视系统”(SBSS)已有1颗“探路者”卫星在轨运行,拟部署由4颗卫星组成的星座,大幅提升对地球同步轨道卫星和深空目标的观测能力,相比原先“天基可见光探测器”,探测威胁概率提高了3倍;“太空跟踪与监视系统”(STSS)即将实现对太空弱光目标快速捕获、导弹目标全程跟踪和目标数据实时发送;“地球同步轨道太空态势感知计划”(GSSAP)具备初始能力,该卫星能在地球同步轨道机动飞行,对目标实施抵近侦察,获得高保真数据。俄首套“天窗-M”地基光电太空监视系统达到完全运行能力,未来将部署激光和无线电太空目标识别系统,其太空监视能力基本覆盖所有在轨航天器。

新型太空运载技术与手段不断完善,太空投送与太空快速响应能力进一步提高。航天大国持续推进新型运载火箭研发,努力提升现役火箭的运载能力。2015年,美国“空间发射系统”(SLS)重型运载火箭已转入试验和投产阶段。美联合发射联盟研制的新型“火神”两级液体运载火箭,地球同步轨道(GEO)运载能力超过8000千克,计划2019年首飞。商业公司争相验证发射系统重复使用技术,2017年4月,美国太空探索技术公司(SpaceX)完成“猎鹰-9”火箭回收试验,以验证高精度导航控制、大范围变推力重复使用发动机、轻质可展开着陆支撑机构等关键技术;分离模块航天器概念迅速发展,由有效载荷、供电、控制、推进、通信、测控等模块组成卫星系统,凸显“功能分解、结构分离、无线联接、编队飞行”的特点,DARPA于2015的F6项目对此进行了在轨演示验证。俄罗斯联邦航天局重点研制“安加拉-A5”系列火箭,拟以新型“联盟-5”系列火箭取代现役“联盟”火箭;欧洲航天局(ESA)在逐步改进现役“阿里安-5ECA”和“阿里安-ES”火箭的同时,启动新一代“阿里安-6”火箭研制工作;日本提升“艾普斯龙”小型火箭的运载能力和适应性,并研究试验新一代“H-3”火箭。

太空新概念新机理颠覆性技术不断取得重大突破,太空攻防力量加速向实战化推进。美、俄等国在太空新概念技术和颠覆性技术方面取得长足进步,太空定向能武器、太空作战平台、太空硬摧毁和软杀伤装备应运而生。目前,美国陆基中段防御系统动能拦截弹(GBI)和海基“宙斯盾”拦截系统“标准-Ⅲ”正加紧改进和部署;“高功率激光计划指南”已进入“天基激光武器一体化”飞行试验阶段,未来星载激光器理论上可在5分钟内能击毁400颗卫星,在15分钟内击毁同时发射的约1000枚弹道导弹;加强研制以“致盲”为主的太空软杀伤手段,第二代“卫星通信对抗系统”可通过无线电频率阻断对方卫星通信;依据“第三次抵消战略”,研发太空自主操作机器人技术、在轨加注技术、空天机动飞行器技术等。2007年,美军启动“轨道快车”项目,演示试验利用太空机械臂抓捕卫星并为其加注燃料,2011年,DARPA启动用于攻击在轨卫星的“凤凰”计划,旨在演示验证用服务卫星捕获退役卫星,获取卫星上有价值零部件,在轨组成生成新卫星;同时,美军相继成功进行了“猎鹰计划”HTV-2和X-51A高超声速飞行器、X-37B空天机动飞行器试验,这些太空飞行器具有长期在轨运行、空天灵活机动、全球快速到达、天地精确攻击等能力,将是未来天军的主战装备;2012年,美军启动“上帝之杖”天基动能武器系统计划,该系统通过发射时速达11600千米/时的高速金属棒对地面目标实施攻击,其毁伤效能堪比核武器。俄军努力构建“侦、攻、防”为核心的空天防御体系。逐步用“亚尔斯”、“萨尔马特”洲际弹道导弹替代“白杨-M”洲际弹道导弹,增强战略进攻能力;加速研制用于远程导弹防御和太空防御拦截的“努多利”(A-235)反导系统,具备机动部署和非核拦截能力,能够拦截高度700~800千米的弹道目标或空间目标;重点发展共轨式反卫星武器和粒子束反卫星武器,并在强激光、高功率微波等技术上拥有优势,为构建陆基、空基和天基三位一体的反卫星系统奠定坚实的基础。

三、太空技术发展对信息化战争的影响

太空技术的快速发展,引发信息化战争的深刻变革,对国家安全和世界战略格局将产生重大影响。

太空技术正在深入推进信息化战争演变,夺取制太空信息权成为信息化战争的首要任务。随着信息化战争的深入发展,信息正成为决定战争胜败的核心制胜要素。太空力量与太空战场,凭借其强大的综合信息能力,强力推动信息化战争的形成与发展。太空信息系统是C4ISRK系统高效运行的基础,特别是军用卫星系统的广泛运用,将成倍提升体系作战效能。侦察监视卫星系统,可为指挥员实施正确的作战指挥提供全面、实时、准确战场情报支持;通信中继卫星系统,可为指挥机关和作战部队提供全天候、不间断的广域战场通信;导航定位卫星系统,可为部队实施远程机动部署和远程精确打击提供精确的导航定位信息;气象卫星和测绘卫星系统,可为作战部队提供及时准确的战场气象和地理环境信息服务。由此可见,太空信息系统已经成为信息化战争的基础性支撑要素,夺取和掌握“制太空信息权”正成为信息化战争制胜的重要方式和首要任务。

太空信息系统与联合作战体系的深度融合,全面推动信息化战争形态创新发展。随着全面成熟的太空信息系统与联合作战体系全方位一体化融合,将引发信息化战争的深刻革命。

战场空间更加广阔。太空信息系统对联合作战体系支撑作用的不断提高,太空将逐步成为信息化战争的核心战场,从而使信息化战争的战场空间在立体维度上得到巨大拓展,呈现出天地一体、全域融合的战场空间。

指挥控制更加精确高效。太空信息系统与联合作战指挥系统的全面融合,推动指挥控制系统网络化、智能化发展。情报信息收集更加全面及时、信息传递与处理更加快捷、战场态势更加透明,使指挥决策更加智能科学、指挥控制更加实时精确,将极大提高联合作战指挥效能。

远程机动作战能力飙升。在太空信息系统特别是全球导航定位系统的支持保障下,位于陆地、海上和空中的各种作战平台能够在宽广的立体战场实施灵活快速的远程机动、远程部署和远程支援;各种远程精确制导武器将进一步实现信火一体,全球快速机动、全球精确打击将成为现实。

作战力量编组灵活多样。在太空信息技术和计算机网络技术的双重作用下,联合作战体系日趋信息化网络化,作战力量在强大的信息体系支撑下,其作战功能得到大幅提升,使得小部队强功能、小编组大联合、小行动大任务正在成为现实,直接导致作战力量运用方式发生深刻变化。作战力量将根据特定作战任务需要采取模块化、集成化、多能化、小型化的编组方式,构建跨域融合的多种战术级任务分队,具备更加灵活、突然、精确地遂行多样化作战任务的能力。

作战方式不断推陈出新。在太空信息系统与联合作战体系的深度融合基础上,新力量、新手段、新功能、新理念、新战场将聚现于信息化战争的大舞台,信息化战争形态将更加波澜壮阔,太空战、天地一体战、全球精确打击战、跨域联合战、防空防天战、机器人集群战、深海战等一大批新型作战方式将不断涌现。

异军突起的太空攻防技术与手段,使太空力量成为信息化战争新型的战略威慑力量。人类生产生活方式都是在科学技术推动下不断发展变化的。军事技术特别是战略性颠覆性技术的发展,有力推动新型战略力量的产生与发展。核技术和计算机互联网技术的出现及其在军事上的运用,先后催生出战略核力量和网电空间战略力量,这两种战略力量及其产生的战略威慑力正在深刻地影响着世界安全与发展的大局。进入21世纪以来,随着太空信息技术全面成熟,特别是多种太空攻防技术与手段加速发展,高度信息化、智能化、攻防一体化的太空力量将跻身战场,太空平台对抗战、反导拦截战、天基对地攻击战、地基系统破袭战等将粉墨登场。如航天飞机、空天飞机、空间站、航天母舰等太空作战平台的发展应用,可在太空建立指挥机构,部署激光、微波、离子束等定向能武器系统或动能拦截弹、反卫星卫星、太空雷等动能武器,对敌航天系统及大气层内重点目标实施精确毁瘫;利用陆基、海基和机载反卫武器系统,对敌天基系统实施动能和定向能攻击。此外,太空力量不仅是信息化战争的全方位信息支撑,而且是直接威胁破坏敌方太空力量体系和国家战争体系节点要害目标的重要战略打击手段,具有比常规威慑更管用、比核威慑更灵活实用的新型战略威慑能力。太空攻防力量的出现,有力推动信息化战争战略威慑力量体系的创新发展,进而形成太空威慑、核威慑、网电威慑和常规威慑“四位一体”战略威慑新体系、新格局。
 

本文转载自《国防参考》,作者:贾俊明,国防大学;梁韬,军事科学院