美国“弹性太空”概念演进、战略举措与战略影响

云脑智库 2022-05-27 00:00


来源 | 太空与网络

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美国“弹性太空”概念演进、战略举措与战略影响
文 | 刘爱志 谢智歌 商哲然(军事科学院战争研究院)

摘要

“弹性太空”是美国太空战略发展的新方向,其内涵随着美国太空战略调整而不断丰富,具体体现为:分散式、扩散式、多样化部署;体系能够随时分解、重组、重构、重建与自我修复;威胁全面感知与快速溯源反击;高风险条件下持续支援其他域联合作战。美国通过发展弹性太空先进技术、开展弹性太空试验演习、建立天空军事联盟等战略举措,构建面向威胁更具弹性的太空体系,巩固其太空霸权地位,引领太空技术发展方向,给竞争对手造成严峻挑战。












一、美国“弹性太空”概念演进










美国军方和智库一致认为,美军当前几乎所有的作战系统(包括:定位、导航、授时、侦察监视、测绘遥感、通信传输等)都高度依赖太空资源的关键支撑,随着中俄不断发展激光、地基、在轨、电子与网络等反卫星武器,现有太空体系高度脆弱并临关键威胁和严峻挑战,亟需发展致命性、弹性、有威慑力又低成本的军事太空能力。“弹性太空”概念随着美国太空战略调整不断丰富完善。


2013年,美国太空司令部发布的《弹性和分散太空体系》白皮书中最早提出弹性太空的概念。白皮书认为“弹性”是指体系面对系统故障、环境挑战、敌对行动时能够持续提供能力的本领,包括威胁摄止、体系健壮、系统重构、能力恢复等。


2016年,美国太空司令部再次提出太空弹性能力的概念,包括:太空军事力量对全部已知威胁作出反应的能力,反击未来威胁的速度,持续为联合作战提供太空支援。


2017年,美国外交政策研究所《太空危机稳定性-中国及其他挑战》报告中阐述了采用分布式弹性架构使太空资产具备持续弹性,可以降低敌方首次打击效能,支援其他域形成强大对抗能力,确保承受首次打击后进行太空报复。美国国防部提出六种弹性方法:分解、多样化、分散部署、欺骗、防护、扩散式部署。


2018年,美国《国家太空战略》认为弹性太空体系通过提升太空防御力和重建力,确保太空力量能够在可承受风险下遂行作战任务,可有效提升太空作战的威慑力和战斗力。美国2018年版《太空作战条令》将弹性、重构、防御作为减缓太空威胁的三种措施。


2019年2月,美国国防部情报局发布《太空安全挑战》报告,宣称中国和俄罗斯正在加强反太空作战能力,已经拥有一定的定向能反卫星手段,挑战了美军在太空领域的主导地位,美国正在面临“关键性安全威胁”。2019年7月,美国太空发展局发布《下一代太空体系架构》,认为在大国竞争时代,“弹性、灵活性、敏捷性”是美国太空军事化的发展趋势,弹性太空是美国整个国家安全战略的一个新方向。


2020年11月,美太空军司令发布《太空作战规划指南》,提出美国需要一支能够慑止冲突的、有弹性且敏捷的太空军,当前太空作战任务是构建一个能够承受攻击、确保自身能力、在中长期内随时重组的弹性架构,以便既能在和平竞争时拥有持续性优势,也能在冲突或战争中取得决定性优势。


2021年4月,美国智库“大西洋委员会”与斯考克罗夫特战略与安全中心共同发布《太空安全的未来:未来30的美国战略》研究报告,报告建议美国优先发展“作战响应空间技术群、在轨服务技术群、新兴防御技术群”等能够提升未来太空体系弹性的关键技术。


美国“弹性天空”概念随着太空战略转变而不断丰富,至今没有一个相对完整的定义;分析其演进过程可以发现,美国太空“弹性”具体体现在以下四个方面:一是分散式、扩散式、多样化部署;二是体系能够随时分解、重组、重构、重建与自我修复;三是威胁全面感知与快速溯源反击;四是高风险条件下持续支援其他域联合作战。











二、美国“弹性太空”战略举措










为实现“保持太空优势和太空行动自由”的战略目标,美国通过发展弹性太空先进技术、开展弹性太空试验演习、建立天空军事联盟等战略举措,构建面向威胁更有弹性的太空体系。


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(一)发展弹性太空技术


1.下一代弹性太空架构


2019年7月美国太空发展局发布了首份信息征询书,阐述了下一代太空体系架构发展设想,提出由“传输层、跟踪层、监视层、威慑层、导航层、作战管理层、支持层”七层组成的下一代太空体系架构。充分体现了美国弹性太空战略的发展趋势。


2.新一代弹性卫星技术


(1)抗干扰卫星技术方面。为了确保美军在各阶段军事行动的通信自由,美国发展重点发展新一代宽带、受保护通信卫星和受保护战术波形系统,提高卫星抗干扰、保密性以及核生存能力。2019年8月,美国第4太空作战中队完成对新一代宽带全球通信卫星(WGS-10)的首次在轨测试;2020年2月,AEHE-6先进极高频卫星成功发射,标志着美国新一代受保护军事通信卫星星座部署完成;2020年3月,美国雷声公司获得一项“受保护战术波形”的抗干扰通信系统项目,专用于美国核指控卫星通信。


(2)高机动卫星技术方面。为了全方位提升太空战场感知能力,2020年,在地球静止轨道上下的漂移轨道,美国“地球同步轨道太空态势感知计划(GSSAP)”4颗卫星完成部署,能够上下折返漂移和大幅度轨道机动,在目标卫星进入地球阴影时,避开对方地基望远镜,进行抵近跟踪、监视和清晰成像。同时美国正在积极研发机动卫星,具有离开可预测轨道的能力,躲避攻击,提升卫星自我防御能力。


(3)软件定义卫星技术方面。为了改进全球定位系统(GPS)导航频率公开、信号弱、易受网电攻击、干扰、拒止、削弱甚至欺骗,避免伊朗俘获RQ-170无人机事件再次出现,美军开始部署第三代GPS系统(GPS-3),采用软件定义卫星技术,支持卫星在轨重编程、在轨升级、信号更新、任务更新等功能,确保其定位、导航、授时服务可靠运行,提高关键基础设施的弹性。


3.下一代弹性太空作战


(1)X-37B空天飞机。X-37B机动变轨能力强、在轨飞行时间长、遂行任务功能多等特点,令对手难以追踪,可实现全球快速到达,据猜测支持在轨遂行抵近侦察、空天导航、空天通信、卫星抓捕、航天器操控等多种作战任务,美国太空追踪网站披露X-37B曾向太空释放3颗卫星,专家认为其不仅能够搭载释放卫星,还可以搭载激光发射器、导弹等先进武器,可见发挥“航天母舰”平台作用。


(2)太空攻防武器。美国发展太空攻防技术主要包括:太空激光、太空电子干扰、太空操控、卫星保镖等。2019年3月,美国国防部透露,正在研制新一代太空激光武器,计划2023年投入使用。俄罗斯专家认为,该武器能够精确烧穿导弹金属外壳和弹头,轻松摧毁处于上升段洲际导弹,将严重破坏世界核平衡。同理,新一代太空激光武器能够致盲卫星、杀伤航天飞船和空中战斗机。因此,美军新一代太空激光武器具备反导、反卫、打击空中、地面、甚至水上目标的一体化打击能力。


2020年3月,美国反卫星通信系统Block10.2已经初步具备作战能力,主要用于干扰对手的卫星通信链路。太空操控主要包括在轨服务、空间碎片清理、在轨维修、在轨抓捕等技术,这些技术可用于航天器延寿、在轨维修、空间碎片清理和废弃卫星回收,战时可迅速转化为太空攻击、防御手段。2020年2月,美国诺斯罗普·格鲁曼公司成功运用机械臂将一颗国际通信卫星从墓地轨道重新带回到地球静止轨道。2019年1月,美国DARPA进一步评估地球同步轨道机器人服务项目,考虑使用太空维修机器人作为保镖,通过释放诱饵、等方式保护其他关键卫星和大型高价值航天器。


(3)天基互联网。随着SpaceX公司“星链”计划的快速推进,截至2021年5月27日已经发射1737颗卫星,在轨1638颗,已经完成星链星座第一个轨道层部署。SpaceX公司依托“猎鹰-9”可重复使用火箭和卫星批量生产能力,计划发射近42000颗卫星形成天基互联网,直接跨越5G互联网,具有巨大的军用潜力,极有可能颠覆现有太空作战与联合作战概念。“星链”一旦部署完成,数量庞大的“星链”卫星将地球严密包裹,其他国家任何航天活动都必须向美国报备;“星链”卫星一旦进入作战,美国将彻底控制太空。


“星链”宽带能够为美军提供覆盖全球的低延时、高速率、低成本的宽带通信,其延时和传输速率比现有通信卫星能够提升一个数量级,2019年美国空军就将星链与多种型号飞机链接进行“全球闪电”通信测试,传输速率高达610MB/s,“星链”将为强大的美军作战指挥通信网。“星链”低轨卫星数量庞大、重访率高,借助搭载的光学观测载荷,可对全球兵力部署与调动看得一清二楚,“星链”将成为全天候情报侦察网。“星链”卫星搭载离子电推进发动机,能够实施变轨机动,2018年7月“小火箭”对“星链”拦截350枚洲际弹头饱和打击进行仿真,结果全部成功,每枚弹头在“星链”面前都有5-7次被拦截的机会10,“星链”将成为导弹预警与动能拦截网。


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(二)开展弹性太空演习


近年来,美国组织多次太空试验演习,验证完善弹性太空概念。2014年,“施里弗-2014”太空战略演习,对弹性太空相关概念进行演示验证。


2016年,微卫星分布式架构、卫星在轨机动增强、卫星在轨检修、太空发射能力等弹性太空体系技术得到美军重视。


2017年,美国国防部成立一个新的战略工作组,研究威慑措施角色权衡、太空态势感知需求、防御措施与主动防御等专题,提高国家安全太空体系弹性。


2018年,“施里弗-2018”太空战略演习,深入研究了在国际盟友参与下的太空弹性、威慑与战斗力;美国国防科学委员会工作组重点研究了弹性太空架构的要素,以增强美国国家安全太空体系弹性。2018年,美国航空航天公司制定“超越太空计划”,重点分析了卫星体系架构的弹性与重构问题,并提出模块体系架构,例如“GPS-3”卫星采用模块化设计,可根据任务需求定制化模块组装,极大提高了GPS星座体系的弹性。


2019年,美国DARPA设立了“太空弹性快速响应发射”项目,满足弹性太空力量快速部署需求;“黑杰克”项目,利用商业低轨卫星星座,构建高度网络化、弹性、持久的太空作战体系。2019年3月,美国洛克希德·马丁公司推出“软件定义卫星架构”,允许通过软件为在轨卫星重新分配任务、增添功能,增强卫星的灵活性和适应性,满足不断变化的任务需求,应对高动态太空风险,为太空体系提供强大的弹性。


2020年,“施里弗-2020”太空战略演习,美剧首次与盟国共享机密太空信息,通过联盟间战略信息有效共享,进一步提升以美国为首的联盟太空体系弹性。“太空旗帜-2020”演习,融入空间态势感知、空间电子战、导弹预警、卫星通信等技术,重点演练空间资产在轨移动,以提高太空体系的弹性。


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(三)建立太空军事联盟


美国通过“签订太空数据共享协议、发表太空行动联合声明、开展多国联合太空演习”三种方式,建立和扩大太空军事同盟,提升太空态势感知、太空行动监控、太空联盟领导能力;同时,对联盟进行战略利益捆绑,分散其太空部署,达到增强太空弹性、威慑潜在对手、维持太空霸权的目的。


1.签订太空数据共享协议方面


2019年4月,美国已经签署100多个《太空态势感知服务和数据共享协议》,包括国家、政府间组织、商业公司,企图建立统一的太空数据库,构建太空态势数据图谱,提高全球太空行动的公开性、透明度、可预测性。


2.发表太空行动联合声明方面


2019年4月,美国与澳大利亚、加拿大、法国、德国、新西兰、英国在美国太空司令部举行会议,发表了《太空行动联合声明》,重点讨论了太空信息共享和太空行动准则。


3.开展多国联合太空演习方面


美国组织的“全球哨兵”演习、“施里弗”演习、“太空旗帜”演习,正逐步吸纳更多盟国伙伴加入,推进盟军与盟国在天空领域联合训练标准化,强化多国联合作战和全球影响力。











三、美国“弹性太空”战略影响










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(一)巩固美国的太空霸权地位


“弹性太空”是美国太空战略的重点发展方向,也是美国实现太空霸权的重要手段。美国通过发展抗干扰、强机动、软件定义、空天飞机、太空激光、太空电子干扰、太空操控、卫星保镖等弹性太空关键技术,保持太空技术领先优势,巩固太空技术霸权;通过“施里弗”系列演习和“太空旗帜”系列演习验证弹性太空构想,强化太空部队实战化训练水平,巩固太空战术霸权;通过与其他国家和国际组织签订太空数据共享协议、发表太空行动联合声明、开展联合太空演习,逐步建立统一的太空数据图谱、行为准则和军事联盟,巩固太空战略霸权。


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(二)引领太空技术的发展方向


在“弹性太空”思想指导下,美国提出了下一代弹性太空七层体系架构;重点研究抗干扰、强机动、软件定义的弹性卫星技术;探索“航天母舰”平台X-37B空天飞机、太空攻防武器、天基互联网等太空战关键技术的军事应用;始终引领着世界太空技术的发展。


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(三)给竞争对手造成严峻挑战


一是诱发新一轮太空军备竞赛。美国通过连续发布《太空威胁评估》、《太空安全挑战》、《全球太空对抗能力开源评估》等报告,抹黑他国发展太空技术、渲染太空威胁论,为自己太空军事化营造战略舆论环境;同时大力支持国内军民两用太空技术研究,频繁组织太空试验演习,发布《太空安全的未来:未来30的美国战略》牵引太空技术发展,妄想故技重施,通过类似“星球大战”计划诱发新的太空军备竞赛,给正常发展太空技术的其他国家带来严峻挑战。


二是面临难以破解的太空霸权。美国一旦完成下一代弹性太空体系建设部署,将具备全域态势感知能力、自动规避威胁能力、损伤自动修复能力、快速溯源反击能力,其他国家任何太空活动都将置于美国的监控之下,动能、激光、电子干扰、网络攻击等非对称手段对于庞大的弹性太空网络体系打击效果微乎其微,给其他国家破解太空霸权提出了严峻挑战。

- The End

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