高边疆之谋㊵|美国前高官呼吁发展应激发射能力,有何目的?

近日,美国国家地理空间情报局前局长罗伯特·卡尔迪洛撰文称,针对美国所面临的日益加剧的太空威胁,应该尽快发展应激太空发射能力。
由于应激太空发射能力属于快速响应空间能力的一部分,所以卡尔迪洛的文章再次引发了各界对于快速响应空间能力的关注。 卫星网络的快速“修补器”
快速响应空间能力指的是在己方太空能力受损,或由于突发事件(如发生特大自然灾害)急需太空能力时,在短时间内发射备用卫星补网或强网的能力。传统航天发射其准备时间往往需要数月,而快速响应空间能力的关键就是突出一个“快”字。
发展快速响应空间能力具有重大意义。随着航天技术的发展,外层空间利用已逐渐成为各国关注和发展的大方向,外空所涉及的国家安全、经济等利益与日俱增,但随之而来的就是航天器受到的威胁也越来越大。
一方面由于各种航天活动频繁,导致目前近地空间漂浮着多达70万个太空垃圾。试验表明,直径3.6毫米的铝弹丸在6.22千米/秒左右的速度下就能击穿50毫米厚的铝蜂窝板,而且空间碎片撞击卫星的平均速度可达10千米/秒。所以,毫米级碎片不但对星外设备构成重大威胁,还对星内设备造成威胁,特别是一些对撞击敏感的电子设备储能设备等。毫米级以下的碎片即使不会对星内设备造成威胁,但对星外设备也能造成不同程度损伤,进而造成分系统甚至整体功能的失效。
另一方面随着相关国家太空军事化步伐的加快,未来在太空爆发军事冲突的可能性大大增加,而卫星在各国军事体系中的地位可谓举足轻重。以美国为例,美国不仅拥有数量最多的太空资源,而且长久以来通过对于太空的军事利用在各种冲突中占尽了优势。其中第一次海湾战争被称为首次“太空战”,当时以美国为首的联军充分利用各类卫星,完全掌握了战争的主动权,在短时间内以摧枯拉朽之势打败了伊拉克军队。在此后的科索沃战争、阿富汗战争、第二次伊拉克战争等军事行动中,卫星都大显身手,让美军品尝了太空优势带来的“甜头”。不难看出,对于航天大国而言,一旦卫星网络被破坏,将可能遭遇“降维打击”,因此在未来军事冲突中围绕军用卫星等航天系统展开的攻防对抗将很难避免。鉴于太空平台“易攻难守”以及“远在天边”的先天不足,快速发射、快速恢复能力就显得尤为重要。
资料显示,目前美军将快速发射系统按照响应级别划分为0~4级。其中0级是指系统在发射台、船只或飞机上准备完毕,加注完好,准备按指令发射,且所有轨道计算都已完成,并装入地面和箭上计算机。1级是指系统集成完整,保持在发射台或船上,尚未加注推进剂,这种状态实际上可以无限期保持。2级是指系统处于贮存状态,有效载荷和运载器尚未集成,有效载荷已组装好,包封在运载火箭整流罩内,并可以向上加载某些软件,人员处于警戒状态 (2级) ,或不处于警戒状态 (2a级) 。3级是指航天器大部分组装完成,一个或多个即插即用的组件也已造好,但未组合成一体。4级是指航天器 (快速响应航天器) 和有效载荷两者的即插即用组件都已造好,并准备按照新确定的飞行任务要求进行组装和测试。 早已布局的美国航天
此次卡尔迪洛声称,在其担任美国国家地理空间情报局局长期间,俄罗斯一颗卫星曾经近距离跟踪美国的一颗侦察卫星,而这明显是敌对国家的在轨威胁,因此美国需要一种反应迅速、富有弹性、分散部署的发射方案。事实上,美国在相关领域早已投入了大量的精力。美国空军最早提出“太空快速响应”(ORS)的概念,重点强调在接到需求命令后,全部的开发工作可在6至9个月内完成;从提出作战需求到航天器部署完毕,只需要几天或者几周时间。
在卫星方面,美国国防部在2002年就已经开始了相关的研究,2003年美国国防部转型办公室正式提出了“战术卫星”的相关概念,意图构建低成本而且具备快速反应能力的空间平台来负责在战场当中的快速侦察。2007年美国防部正式了开启“快速响应空间”(ORS)计划并成立了相应的办公室,该办公室最基本的任务是:一是对美国的空间能力需求快速响应;二是对美军联合作战指挥官的战术需求快速响应。最终目标是研制具有常规卫星大部分功能的小卫星,当发生区域战争时,在很短时间内能够快速装配出一颗卫星,同时配套的快速运载火箭能够应急地将其发射升空。这种卫星成本低,研制周期短,寿命也不要求很长。美国相关媒体曾描述这种卫星说,这是只有洗碗机那么大的卫星,在几天甚至几个小时之内就可以由建造好的零件组装起来,具有“与笔记本类似的即插即用技术”。除了组装和发射速度快,与现有的大型卫星相比,这种卫星更能满足战术需求。在战场上,连排一级都可以直接使用,甚至有可能出现单兵手持相关终端设备直接使用的场景。
在发射能力方面,美国的长远目标是拥有快速响应的可重复使用运载器,目前的技术解决方案主要有3种,包括空射型运载火箭、基于洲际弹道导弹设计思想的陆基火箭,以及可重复使用运载器。如今这3种方案美国都取得了成果,如在今年6月13日美国太空军利用一架诺斯罗普·格鲁曼公司改装的Stargazer L-1011飞机成功空投发射“飞马座XL”火箭,将其用于空间监视的TacRL-2技术演示卫星送入太空。当时诺斯罗普·格鲁曼公司运载火箭项目副总裁里奇·斯特拉卡表示:“这次‘飞马座’火箭的发射清楚地证明了我们的团队能够提供快速和响应性的操作需求”“我们的团队能够在合同授予后不到四个月的时间内执行TacRL-2运载火箭的设计、集成和测试。”
6月16日,同样是由该公司组装和运营的“米诺陶1号”(Minotaur1)火箭发射升空,将3颗高度机密的军方航天器送入轨道,据悉“米诺陶1号”是由美苏冷战时期库存的退役导弹改装成的运载火箭,一二级发动机均是美国空军“民兵”导弹计划中剩余的固体燃料发动机,在两级之上增加了两个“猎户座”固体火箭发动机,变成了运载卫星的四级固体燃料运载火箭,近地轨道的有效载荷达到了580千克。另外在可重复使用运载器方面,目前美国的民间航天企业取得的成绩比官方更为引人瞩目,如太空探索公司的“猎鹰”9号火箭已多次成功发射军用载荷。 渲染“威胁”的老套路
可以说,美国在包括应激发射在内的快速响应空间能力建设领域中绝不落后,但此次卡尔迪洛却表现得非常“急迫”。卡尔迪洛称国防部必须投入必要的资源和精力,以便尽快建立成熟、可操作的应激发射能力;国防部必须定期开展作战演示,以制定必要的作战概念;国防部还应投资所需要的基础设施,以便随时随地实施发动活动。
其实,卡尔迪洛的言论并没有脱离通过宣扬“威胁论”来向国会伸手要钱的老套路。这些年来美国为谋求在太空的绝对优势,一方面大力扩充太空军备,另一方面则通过树立“假想敌”并自扮“受害者”的做法来争取预算和支持。就在不久前,美国太空军司令雷蒙德在接受媒体采访时再次渲染“中国威胁论”,宣称中国正研制有机械臂的“杀手卫星”、反卫星导弹等武器,美国所面临的太空领域已经变得“竞争更加激烈”,卡尔迪洛的套路可谓与其如出一辙。
(作者系察哈尔学会研究员)

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