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在20世纪和之前

发布时间:2019/06/03 点击量:

  随着战场向大气层外延伸,太空监视能力成为各国争夺的技术制高点。美军对其“太空围栏”进行翻新升级,官方辞令下隐藏的是对他国太空战能力的关切。

  现代军事技术越来越复杂,以至于军事智囊机构中流传一句话:某项工程听着高大上,但耗时太长,部署时已经过气了。但是,这样的“吐槽”并不适用于美国空军最新的“太空围栏”,这部太空监视雷达被视为美军未来20年内确保太空优势的法宝。

  据美国《大众机械》杂志网站报道,2018年下半年,这套基于电子控制相控阵雷达的系统就会交付使用,雷达部署地点是太平洋上的夸贾林环礁。制造商洛克希德·马丁公司的官方辞令描述称,该设施是“民用和军用太空飞行中众多紧迫问题的必要解决方案,包括但不限于太空垃圾的扩散、地球轨道的军事化及卫星尺寸的缩小”。

  “太空围栏”的工作流程是:扫描地球轨道-发现特定物体-绘制运行轨迹-预测未来可能的动向。由此,地球上的战争扩展至太空时,美军就有了一只制敌机先的“千里眼”。

  “太空围栏”这个名称很容易让人误解它的形态。事实上,该装置发出的雷达波并不能阻挡或屏蔽任何东西,只能将高功率能量投射到大气层外,以持续追踪航天器和残骸。有了足够的信息,飞船就可以利用推进器摆脱太空垃圾,甚至逃避敌方打击。

  这并非美军的首个太空监视系统。2013年,美国空军的上一代太空监视雷达退役。5个月后,美空军宣布了它的替代者:花9.14亿美元在夸贾林环礁新建一处基地;另一个方案是让“太空雷达”在澳大利亚安家,但稍后被否决。

  洛克希德·马丁公司赢得了五角大楼的合同,承诺这项计划能“彻底改变太空环境感知”,在低地轨道上发现大理石大小的物体。旧雷达可以跟踪2000块太空碎片,在此基础上,全新“太空围栏”的S波段相控阵雷达的性能有望提升5至10倍。“没人知道它到底有多大能耐,”洛·马公司项目主管布鲁斯·沙夫豪斯故作神秘地说,“但一定远超想象。”

  美国太空技术专家乔·帕帕拉多分析认为,环亚娱乐平台,“太空围栏”性能提升,部分归功于用氮化镓制造的半导体器件,后者可以用更高的电压以更大的功率密度运行,且尺寸小于砷化镓器件。“我们曾经用手电筒来搜索,但太空围栏足以照亮整个阁楼。”他打比方说。

  氮化镓半导体使该设备能够精确跟踪近地轨道(高度161公里~1931公里)上的物体,如果将能量集中到单一波束,探测距离可达地球静止轨道(约35405公里高)。不仅如此,利用相控阵雷达的特性,该系统还可灵活引导波束,创建“迷你围栏”以收集特定区域内的详细信息;同时,系统仍然保有一定的备用功率,以随时应付突发情况。

  关注科技和工程类新闻的美国IEEE网站指出,像所有电子产品一样,卫星的尺寸越来越迷你,创造了低成本太空发射的经济增长点。然而,密布在地球轨道上的小卫星增加了意外碰撞的危险。任何事故都会引起连锁反应,对操作人员来说犹如噩梦。

  另一方面,现行法规限制了私人卫星的注册登记,原因之一是政府缺少能够实时监视“太空交通”的手段。性能强悍的“太空围栏”可以让监管部门松一口气。

  夸贾林环礁离赤道很近,设在此地的太空监视雷达可将搜索效率最大化。沙夫豪斯解释说:“选址在此,意味着多数低轨道的卫星每天都要穿过‘围栏’好几次。”

  话虽如此,在太平洋中部建设如此庞大的军用设施,并不容易。基地内有两座大型建筑,利用材料自身的应力而非立柱支撑,上边再覆以允许雷达波自由通过的凯夫拉材料。数千吨重的钢结构和混凝土必须由飞机和船只运来,同时,该设施还附带一座10兆瓦级发电厂。

  不少人相信,维护太空中的交通秩序并防范太空垃圾只是美军的借口。真正的问题在于,其他国家的太空武器平时会伪装成卫星的模样,有必要对其实施全时全域监控。

  《大众机械》文章称,这方面的威胁与日俱增。例如,俄罗斯在制造可以实施战术机动的“杀手卫星”方面拥有丰富经验。这种机动通称“交会邻近操作”,是发动攻击的前置步骤,一旦接近到足够距离,“杀手卫星”就可发射激光或直接撞毁目标。

  4月上旬,智库“战略与国际研究中心”(CSIS)发布了一份太空威胁报告,如此介绍俄罗斯在这方面的动向:俄已在低轨道和静止轨道上操纵了太空物体,美国太空跟踪部门起初将它们识别为碎片,后来证实,这些物体能够自主机动并改变运行轨道。报告的结论是:“俄罗斯目前的活动表明,它正在努力恢复其在反太空飞行器上的能力。”

  美媒认为,这才是“太空围栏”需要面对的首要威胁。要赢得未来的太空战争,即便战场位于数百公里的高空,也需要知道敌人在何处。洛克希德·马丁公司的宣传视频显示,雷达跟踪着一颗不断改变位置的可疑卫星,这样的迹象是交火的先兆。

  目前,“太空围栏”已开始最终调试,但与之配套的美军联合太空作战中心还没准备好。五角大楼的年度作战测试和评估报告显示,后者的指挥和控制系统存在“严重缺陷”,包括缺乏对网络袭击的防御能力。

  

  五角大楼的报告提供了更多有趣的细节,它认为其他国家也在发展“太空围栏”。谈到中东国家时,该报告称:“伊朗开发了有军事目的的太空能力,如2013年6月公开的一个太空监测中心,它使用雷达、光电和无线电搜索目标。”根据伊朗国防部的说法,“这个基地的目的是保卫国家的太空设施和监测太空物体,特别是通过头顶的卫星。”

  布鲁斯·沙夫豪斯透露,美军的“太空围栏”已完成了第一次有限的轨道观测。此后,可使用的雷达阵列发射单元将稳步增加。设施的钥匙将在今年晚些时候正式交付军方。

  在20世纪和之前,城墙和检查站划定了潜在的冲突边界。而在21世纪,由能量组成的无形屏障向太空延伸。用沙夫豪斯的话说就是,如今,“我们可以用能量来描绘天空”。