方勇 （中國(guó)國(guó)防科技信息中心）

美國(guó)天基導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)向

The Development of US Space-based Missile Warning and Track System

方勇 （中國(guó)國(guó)防科技信息中心）

天基預(yù)警跟蹤系統(tǒng)具有高視角、探測(cè)范圍廣、預(yù)警時(shí)間長(zhǎng)、具備全程跟蹤能力等特點(diǎn)，可為彈道導(dǎo)彈防御和實(shí)施反擊提供及時(shí)預(yù)警信息，是導(dǎo)彈預(yù)警體系的重要組成部分。2017年1月，美國(guó)“天基紅外系統(tǒng)”（SBlRS）第三顆地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星發(fā)射入軌。美國(guó)總統(tǒng)特朗普在競(jìng)選期間提出，美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)未來(lái)將重點(diǎn)發(fā)展天基導(dǎo)彈預(yù)警和跟蹤技術(shù)。2017年6月，美國(guó)國(guó)會(huì)眾議院武裝力量委員會(huì)發(fā)布《2018財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》，要求國(guó)防部盡快制定天基導(dǎo)彈防御戰(zhàn)略，重點(diǎn)是明確未來(lái)天基導(dǎo)彈預(yù)警探測(cè)器如何發(fā)展，并對(duì)其研制和部署成本進(jìn)行評(píng)估。上述動(dòng)向表明，天基系統(tǒng)已成為美國(guó)導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

目前，美國(guó)天基導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤系統(tǒng)主要由仍在役的“國(guó)防支援計(jì)劃”（DSP）星座、正在建設(shè)中的“天基紅外系統(tǒng)”星座和“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”（STSS）星座、尚處于技術(shù)探索階段的“天基殺傷評(píng)估”（SKA）系統(tǒng)等組成，已初步構(gòu)建起高低軌相結(jié)合、預(yù)警探測(cè)跟蹤與殺傷評(píng)估一體的天基預(yù)警跟蹤系統(tǒng)。

“國(guó)防支援計(jì)劃”衛(wèi)星

“國(guó)防支援計(jì)劃”衛(wèi)星系統(tǒng)是美國(guó)第一種實(shí)戰(zhàn)部署的預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)，該系統(tǒng)已發(fā)展三代共23顆衛(wèi)星，目前僅有4顆衛(wèi)星在軌服役，運(yùn)行在地球同步軌道（GSO）上?！皣?guó)防支援計(jì)劃”衛(wèi)星經(jīng)過(guò)4次改進(jìn)，衛(wèi)星性能不斷提高，由最初只能用于探測(cè)遠(yuǎn)程戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈發(fā)射，到1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，已經(jīng)能夠用于探測(cè)伊拉克發(fā)射的戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈。隨著導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展（如誘餌、中段機(jī)動(dòng)、多目標(biāo)等技術(shù)），加之“國(guó)防支援計(jì)劃”衛(wèi)星研制較早，在性能上無(wú)法滿足當(dāng)前和未來(lái)彈道導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)需要，如無(wú)法跟蹤中段飛行導(dǎo)彈、掃描速度慢、虛警率高、預(yù)警時(shí)間短等。為此，美國(guó)正在發(fā)展“天基紅外系統(tǒng)”，以逐步取代“國(guó)防支援計(jì)劃”系統(tǒng)。

美國(guó)在“國(guó)防支援計(jì)劃”預(yù)警衛(wèi)星上的主要載荷有2種：一種是紅外望遠(yuǎn)鏡，每隔8～12s就可以對(duì)地球表面1/3區(qū)域重復(fù)掃描1次，能在導(dǎo)彈發(fā)射后90s探測(cè)到導(dǎo)彈尾焰的紅外輻射信號(hào)，并將這一信息傳給地面接收站，地面接收站再將情報(bào)傳給指揮中心，全過(guò)程僅需3～4min；二是高分辨率可見(jiàn)光電視攝像機(jī)，安裝攝像機(jī)是防止把高空云層反射的陽(yáng)光誤認(rèn)為是導(dǎo)彈尾焰而造成虛警。在星上紅外望遠(yuǎn)鏡沒(méi)有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)，攝像機(jī)每隔30s向地面發(fā)送1次電視圖像，一旦紅外望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，攝像機(jī)就自動(dòng)或根據(jù)地面指令連續(xù)向地面站發(fā)送目標(biāo)圖像，以1～2幀/秒的速度在地面電視屏幕上顯示導(dǎo)彈尾焰圖像的運(yùn)動(dòng)軌跡。

“天基紅外系統(tǒng)”

美國(guó)1995年提出發(fā)展“天基紅外系統(tǒng)”，以取代“國(guó)防支援計(jì)劃”衛(wèi)星。最初目標(biāo)是構(gòu)建由4顆地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星、2個(gè)大橢圓軌道（HEO）有效載荷和2 4顆低地球軌道（LEO）衛(wèi)星組成的新一代預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)星座。2002年，“天基紅外系統(tǒng)”低軌計(jì)劃因耗資過(guò)大而被取消，高軌部分仍由美國(guó)空軍負(fù)責(zé)，稱為“天基紅外系統(tǒng)”，由4顆GEO衛(wèi)星和2個(gè)HEO軌道載荷組成。其中，GEO衛(wèi)星主要用于探測(cè)和發(fā)現(xiàn)處于助推段的彈道導(dǎo)彈，HEO載荷用于將系統(tǒng)的預(yù)警覆蓋范圍擴(kuò)展到南北兩極。

“天基紅外系統(tǒng)”計(jì)劃并未因?yàn)槠涞蛙売?jì)劃的剝離而順利推進(jìn)，而是遭遇嚴(yán)重的“拖降漲”問(wèn)題。其中，2個(gè)HEO軌道載荷均推遲交付。HEO-1衛(wèi)星有效載荷在2006年6月搭載美國(guó)國(guó)家偵察局（NRO）的USA-184衛(wèi)星發(fā)射入軌，進(jìn)度拖延18個(gè)月；HEO-2衛(wèi)星有效載荷于2008年3月搭載美國(guó)國(guó)家偵察局USA-200衛(wèi)星發(fā)射入軌，進(jìn)度拖延21個(gè)月。GEO軌道衛(wèi)星的交付時(shí)間更為滯后，3顆GEO衛(wèi)星分別于2011年5月、2013年3月和2017年1月發(fā)射。

“天基紅外系統(tǒng)”GEO衛(wèi)星主要用于探測(cè)和發(fā)現(xiàn)處于助推段飛行的彈道導(dǎo)彈，帶有凝視型和掃描型2種紅外探測(cè)器。掃描型探測(cè)器用于對(duì)地球南北半球進(jìn)行大范圍掃描，通過(guò)探測(cè)導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)噴出的尾焰對(duì)導(dǎo)彈發(fā)射情況進(jìn)行監(jiān)視；凝視型探測(cè)器用于將導(dǎo)彈的發(fā)射畫(huà)面拉近放大，并緊盯可疑目標(biāo)，獲取詳細(xì)的目標(biāo)信息。2種探測(cè)器獨(dú)立接受任務(wù)指令，意味著這2種探測(cè)器可以同時(shí)工作，即在掃描廣大區(qū)域的同時(shí)，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)觀察。掃描型和凝視型探測(cè)器相結(jié)合，使“天基紅外系統(tǒng)”的掃描速度和靈敏度相比“國(guó)防支援計(jì)劃”系統(tǒng)提高了10倍以上，能夠穿透大氣層在導(dǎo)彈剛一點(diǎn)火就探測(cè)到其發(fā)射，可在導(dǎo)彈發(fā)射后10～20s內(nèi)將警報(bào)信息傳送給部隊(duì)。HEO軌道載荷可將系統(tǒng)的預(yù)警能力擴(kuò)展到南北兩極地區(qū)。

“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”

“天基紅外系統(tǒng)”低軌部分起初由美國(guó)空軍主管，由于存在較大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，2002年更名為“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”，并由美國(guó)空軍移交給導(dǎo)彈防御局（MDA）?！翱臻g跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”計(jì)劃的目標(biāo)是構(gòu)建具有對(duì)彈道導(dǎo)彈全程跟蹤和探測(cè)能力的衛(wèi)星星座，能夠區(qū)分真假?gòu)楊^，能夠?qū)⒏檾?shù)據(jù)傳輸給指揮控制系統(tǒng)，以引導(dǎo)雷達(dá)跟蹤目標(biāo)，并能提供攔截效果評(píng)估。由于技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)費(fèi)投入過(guò)大，美國(guó)國(guó)會(huì)要求調(diào)整計(jì)劃，最終僅批準(zhǔn)先發(fā)射2顆衛(wèi)星進(jìn)行技術(shù)演示驗(yàn)證試驗(yàn)。2002年8月，美國(guó)導(dǎo)彈防御局授予諾斯羅普·格魯曼公司價(jià)值8.69億美元的合同，研制2顆演示驗(yàn)證衛(wèi)星，并建造地面控制站等。2009年9月，“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”的2顆演示驗(yàn)證衛(wèi)星發(fā)射入軌。

“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”2顆演示驗(yàn)證衛(wèi)星入軌后，多次參與美國(guó)一系列導(dǎo)彈攔截試驗(yàn)，展示了導(dǎo)彈全程跟蹤、立體式跟蹤、多目標(biāo)跟蹤、空間目標(biāo)跟蹤、相機(jī)間任務(wù)轉(zhuǎn)交、雙星間通信，以及下行鏈路和導(dǎo)彈防御指揮與控制系統(tǒng)通信能力。在多次導(dǎo)彈防御試驗(yàn)中生成高質(zhì)量預(yù)警信息，擁有更優(yōu)的預(yù)報(bào)精度，縮短了信息傳輸回路，可以提供更多攔截準(zhǔn)備時(shí)間。2011年4月，“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”的1顆衛(wèi)星捕獲到發(fā)射后處于飛行中段的靶彈，利用星間鏈路提示另一顆衛(wèi)星進(jìn)行立體跟蹤并相互傳遞數(shù)據(jù)，首次演示驗(yàn)證了對(duì)彈道導(dǎo)彈的全程跟蹤能力。2013年2月，美國(guó)導(dǎo)彈防御局和海軍進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈飛行試驗(yàn)-20中，“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星利用其精確跟蹤能力，首次為“宙斯盾”（Aegis）彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供了目標(biāo)指示，并為標(biāo)準(zhǔn)-3-1A攔截彈制定火控方案?！翱臻g跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”可以為導(dǎo)彈攔截系統(tǒng)提供更準(zhǔn)確、及時(shí)的預(yù)警信息，與攔截彈形成火力控制的閉環(huán)回路，將使“宙斯盾”系統(tǒng)有能力在靶彈進(jìn)入探測(cè)范圍前發(fā)射攔截彈，支持更早、更準(zhǔn)確的攔截，大大擴(kuò)展了整個(gè)導(dǎo)彈防御區(qū)域。

“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星具有以下功能。一是全天時(shí)全球覆蓋。該衛(wèi)星的跟蹤過(guò)程是：當(dāng)?shù)谝活w衛(wèi)星所跟蹤目標(biāo)離開(kāi)視線后，可以將目標(biāo)位置告知第二顆衛(wèi)星，第二顆衛(wèi)星繼續(xù)跟蹤目標(biāo)并將有關(guān)引導(dǎo)信息提供給反導(dǎo)攔截部隊(duì)，必要時(shí)可以在整個(gè)星座中繼續(xù)傳遞下去，直到目標(biāo)被摧毀或無(wú)法探測(cè)為止。二是彈道全程跟蹤?！翱臻g跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”具備對(duì)彈道導(dǎo)彈助推段、中段和再入段的彈道全程跟蹤能力，相比之下，“國(guó)防支援計(jì)劃”和“天基紅外系統(tǒng)”只能探測(cè)到彈道導(dǎo)彈助推段尾焰。三是立體跟蹤。2顆及2顆以上“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星通過(guò)重疊覆蓋，可以實(shí)現(xiàn)類似人類雙眼視覺(jué)的立體式跟蹤，大大提高了對(duì)目標(biāo)的定位和跟蹤能力，更有效支持導(dǎo)彈攔截。四是真假?gòu)楊^識(shí)別。“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星在對(duì)彈道導(dǎo)彈進(jìn)行全程跟蹤時(shí)，還能分辨出彈頭與誘餌，該衛(wèi)星主要是通過(guò)光譜等信息進(jìn)行識(shí)別。

“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星搭載了捕獲探測(cè)器和跟蹤探測(cè)器。捕獲探測(cè)器是一種寬視場(chǎng)掃描型短波紅外探測(cè)器，可通過(guò)相對(duì)地球背景觀察主動(dòng)段尾焰來(lái)探測(cè)處于地平線以下且逐漸爬升的導(dǎo)彈，一旦捕獲探測(cè)器鎖定目標(biāo)，信息將傳送給跟蹤探測(cè)器；跟蹤探測(cè)器是一種窄視場(chǎng)、高精度凝視型多色（中波、中長(zhǎng)波、長(zhǎng)波紅外及可見(jiàn)光）探測(cè)器，可以觀察地平線以上目標(biāo)，鎖定目標(biāo)并在彈道中段和再入段跟蹤該目標(biāo)。整個(gè)“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”星座將利用衛(wèi)星內(nèi)部的星間鏈路連接在一起，每對(duì)衛(wèi)星通過(guò)60MHz的星間鏈路相互通信。

“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)

“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)是美國(guó)導(dǎo)彈防御局正在開(kāi)展的導(dǎo)彈攔截效果評(píng)估實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)在商業(yè)衛(wèi)星上搭載托管載荷，用于評(píng)估導(dǎo)彈攔截是否成功。負(fù)責(zé)研制“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)載荷的美國(guó)約翰·霍普金斯應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研究人員指出，正在開(kāi)發(fā)的殺傷評(píng)估載荷需要回答以下問(wèn)題：攔截彈是否與目標(biāo)碰撞？是否攔截了所希望攔截的目標(biāo)？攔截目標(biāo)攜帶何種載荷（核、高爆炸藥、化學(xué)或生物武器）？攔截彈是否使載荷不再具備殺傷能力？導(dǎo)彈防御局認(rèn)為，“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)可以確認(rèn)來(lái)襲導(dǎo)彈是否已被有效摧毀，從而無(wú)需再發(fā)射更多攔截彈進(jìn)行攔截，達(dá)到降低成本并提高作戰(zhàn)效能的目的。

“天基殺傷評(píng)估”探測(cè)器包括3個(gè)單像素光敏二極管，質(zhì)量約10kg，將搭載在商業(yè)衛(wèi)星上。導(dǎo)彈防御局評(píng)估認(rèn)為，“宙斯盾”彈道導(dǎo)彈防御項(xiàng)目表明，光電/紅外探測(cè)器是最適宜用于毀傷評(píng)估的探測(cè)器?！疤旎鶜u(píng)估”探測(cè)器將主要依靠導(dǎo)彈防御指揮控制系統(tǒng)提供的預(yù)計(jì)攔截點(diǎn)位置信息，預(yù)先定位探測(cè)器可觀測(cè)攔截碰撞所產(chǎn)生的可見(jiàn)光和紅外光，通過(guò)觀測(cè)碰撞-殺傷攔截所產(chǎn)生破片云的閃光或熱輻射的可見(jiàn)光或紅外光譜，對(duì)攔截彈的毀傷效果及來(lái)襲導(dǎo)彈的載荷類型進(jìn)行評(píng)估。

美國(guó)國(guó)防部《2014財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》提出，“導(dǎo)彈防御局應(yīng)提高地基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)殺傷評(píng)估能力”。2014年4月，導(dǎo)彈防御局啟動(dòng)“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)項(xiàng)目，前期工作由2013年取消的“精確跟蹤太空系統(tǒng)”項(xiàng)目剩余經(jīng)費(fèi)提供部分資金。目前，最有可能搭載“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)載荷的商業(yè)衛(wèi)星是“銥”（Iridium）衛(wèi)星系統(tǒng)。美國(guó)計(jì)劃2017年9月發(fā)射10顆“銥”衛(wèi)星，最終將構(gòu)建起由66顆在軌衛(wèi)星和4顆備份衛(wèi)星組成的“銥”衛(wèi)星系統(tǒng)?！般灐毙l(wèi)星將運(yùn)行在高780km的6個(gè)近圓軌道上，每個(gè)軌道面將部署11顆衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星裝有專用的托管載荷艙。由于“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)載荷只有10kg，因此每顆衛(wèi)星可容納多個(gè)載荷。

2 性能特點(diǎn)

戰(zhàn)略預(yù)警與戰(zhàn)區(qū)預(yù)警相結(jié)合

美國(guó)現(xiàn)在部署的天基預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)不再是只能用于探測(cè)遠(yuǎn)程戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的“戰(zhàn)略導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)”，也能探測(cè)戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈，滿足區(qū)域防御作戰(zhàn)的需要。由于能夠探測(cè)遠(yuǎn)程導(dǎo)彈發(fā)射的預(yù)警衛(wèi)星，不一定能夠探測(cè)到戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈發(fā)射，而能夠探測(cè)到戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈發(fā)射的預(yù)警衛(wèi)星，則肯定能探測(cè)到遠(yuǎn)程戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈發(fā)射，所以美國(guó)戰(zhàn)略司令部現(xiàn)在已將其部署的預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)改稱為“戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)”。

采用雙探測(cè)器體制

“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星最大的改進(jìn)是采用雙探測(cè)器方案，每顆衛(wèi)星載有1臺(tái)高速掃描型探測(cè)器和與之互補(bǔ)的高分辨率凝視型探測(cè)器。雙探測(cè)器協(xié)同工作，除具備戰(zhàn)略導(dǎo)彈預(yù)警能力外，還有效增強(qiáng)了探測(cè)戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈能力。“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星裝有捕獲探測(cè)器和跟蹤探測(cè)器，其中捕獲探測(cè)器可以捕獲助推段彈道導(dǎo)彈尾焰，跟蹤探測(cè)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)彈道導(dǎo)彈飛行中段的持續(xù)跟蹤。2種探測(cè)器協(xié)同工作，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)彈道導(dǎo)彈的全程跟蹤。通過(guò)2種探測(cè)器分工協(xié)作，可對(duì)全球范圍內(nèi)導(dǎo)彈發(fā)射進(jìn)行不間斷監(jiān)視與監(jiān)測(cè)，并提供導(dǎo)彈發(fā)射的準(zhǔn)確時(shí)間和地點(diǎn)，估計(jì)其攻擊的準(zhǔn)確地點(diǎn)，在10～20s內(nèi)將警報(bào)信息傳到地面，使防御系統(tǒng)和攔截導(dǎo)彈盡早進(jìn)入工作狀態(tài)。

采用多種衛(wèi)星軌道相結(jié)合

高軌道衛(wèi)星（如GEO軌道衛(wèi)星和HEO軌道衛(wèi)星）星座地面覆蓋面積大，但其地面分辨率相對(duì)較低，可用于發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈的發(fā)射并探測(cè)導(dǎo)彈助推段的飛行，提供彈道導(dǎo)彈的發(fā)射位置、發(fā)射時(shí)間和導(dǎo)彈類型的初始信息；低軌道衛(wèi)星星座成本低、地面分辨率高，可用于對(duì)導(dǎo)彈飛行中段和再入段的連續(xù)跟蹤，提供彈道參數(shù)信息并進(jìn)行真假目標(biāo)識(shí)別。美國(guó)導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤衛(wèi)星系統(tǒng)的軌道類型，已由原來(lái)的單一軌道向多種軌道類型組合發(fā)展。美國(guó)早期的“國(guó)防支援計(jì)劃”預(yù)警衛(wèi)星采用GSO軌道，“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星采用的是GEO軌道和HEO軌道相結(jié)合，“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星采用的是LEO軌道。通過(guò)GEO軌道與HEO軌道相結(jié)合、高軌道與低軌道相結(jié)合，大幅提升了導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星的預(yù)警能力。

采用多種探測(cè)波段

隨著預(yù)警探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)天基導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤系統(tǒng)星載探測(cè)器的探測(cè)波段，經(jīng)歷了由單一波段向多波段拓展的過(guò)程。早期“國(guó)防支援計(jì)劃”預(yù)警衛(wèi)星主要采用以中短波紅外傳感器為主，該傳感器不僅造成虛警率高，而且只能觀測(cè)到導(dǎo)彈在助推段時(shí)羽焰所發(fā)出的紅外輻射信號(hào)。當(dāng)導(dǎo)彈助推段結(jié)束進(jìn)入自由飛行時(shí)，彈體溫度急劇下降，紅外探測(cè)器的作用就微乎其微。而“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星搭載的探測(cè)器可工作在短波、中波、中長(zhǎng)波和長(zhǎng)波紅外及可見(jiàn)光等多個(gè)波段，預(yù)警信息更為豐富，有利于識(shí)別假目標(biāo)，可降低虛警概率，提高發(fā)現(xiàn)概率。其中，捕獲相機(jī)采用紅外短波波段對(duì)地進(jìn)行大視場(chǎng)掃描捕獲主動(dòng)段目標(biāo)，捕獲目標(biāo)后將目標(biāo)交接給采用中長(zhǎng)波紅外波段的小視場(chǎng)跟蹤相機(jī)，對(duì)中段冷彈頭進(jìn)行接續(xù)跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的全程跟蹤監(jiān)視。

3 發(fā)展趨勢(shì)

向多功能方向發(fā)展

美國(guó)天基彈道導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤系統(tǒng)正向“多種功能、多種手段、多種層次、協(xié)同預(yù)警、全程覆蓋”的方向發(fā)展。

在預(yù)警能力上，美國(guó)天基預(yù)警衛(wèi)星不僅具備戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈預(yù)警能力，還具備了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈預(yù)警能力。在跟蹤能力上，從彈道導(dǎo)彈的助推段跟蹤向末助推段、中段和再入段全程跟蹤發(fā)展，從單純跟蹤向彈道立體跟蹤發(fā)展，可提供精確的彈道預(yù)報(bào)信息。在能力拓展上，美國(guó)天基導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤系統(tǒng)正在從原來(lái)主要用于導(dǎo)彈預(yù)警，向發(fā)射探測(cè)、跟蹤識(shí)別、殺傷評(píng)估及空間態(tài)勢(shì)感知等多功能一體化方向發(fā)展?！翱臻g跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星和“天基殺傷評(píng)估”系統(tǒng)的研制，將使美國(guó)在具備導(dǎo)彈預(yù)警能力外，還將具備導(dǎo)彈跟蹤與攔截效果評(píng)估能力。美國(guó)還在考慮天基導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤與空間態(tài)勢(shì)感知能力一體化。2010年7月，“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”衛(wèi)星跟蹤相機(jī)在事先知道衛(wèi)星位置與軌道條件下，利用其多個(gè)紅外波段跟蹤到1顆極地軌道衛(wèi)星——美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）的諾阿-17（NOAA-17），并觀測(cè)到衛(wèi)星交會(huì)情況，首次實(shí)現(xiàn)對(duì)空間目標(biāo)的監(jiān)視。未來(lái)，美國(guó)導(dǎo)彈防御局還將加強(qiáng)與空軍合作，使下一代天基導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤系統(tǒng)具備更強(qiáng)的空間態(tài)勢(shì)感知能力。

采用彈性分散式體系結(jié)構(gòu)

為應(yīng)對(duì)日趨復(fù)雜的太空安全環(huán)境變化，美國(guó)空軍在下一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)中，納入分散式體系結(jié)構(gòu)理念，即利用“結(jié)構(gòu)分離、功能分解、有效載荷搭載、多軌道部署、多作戰(zhàn)域部署”的方式，實(shí)現(xiàn)彈性與分散式空間系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。在功能分解方面，美國(guó)謀求將“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星的戰(zhàn)略預(yù)警載荷（核指揮控制和導(dǎo)彈預(yù)警）和戰(zhàn)區(qū)預(yù)警載荷分開(kāi)部署，以降低遭攻擊的風(fēng)險(xiǎn)；在有效載荷搭載方面，美國(guó)空軍正在研究模塊化導(dǎo)彈預(yù)警載荷，將其搭載在包括商業(yè)衛(wèi)星在內(nèi)的多種衛(wèi)星平臺(tái)上；在多軌道部署方面，美軍在高軌、低軌和HEO軌道上均部署有預(yù)警衛(wèi)星；在多作戰(zhàn)域部署方面，美軍積極推進(jìn)天基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)與地基、海基導(dǎo)彈預(yù)警傳感器的整體使用，提高發(fā)射探測(cè)和導(dǎo)彈跟蹤能力。

發(fā)展新一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星技術(shù)

為最大限度降低“天基紅外系統(tǒng)”的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)并為未來(lái)做技術(shù)儲(chǔ)備，美國(guó)已開(kāi)始預(yù)研第三代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星（3GIRS），重點(diǎn)發(fā)展商業(yè)衛(wèi)星搭載預(yù)警載荷和寬視場(chǎng)探測(cè)器技術(shù)。

美國(guó)空軍已完成首個(gè)搭載商業(yè)通信衛(wèi)星上的“商業(yè)搭載紅外有效載荷”（CHIRP）的早期在軌試驗(yàn)，所搭載的歐洲衛(wèi)星公司-2（SES-2）衛(wèi)星于2011年9月發(fā)射升空?！吧虡I(yè)搭載紅外有效載荷”是一個(gè)寬視場(chǎng)紅外凝視系統(tǒng)，是一個(gè)能從GEO軌道觀測(cè)1/4地球的望遠(yuǎn)鏡，可在4個(gè)特殊光譜帶進(jìn)行高幀頻成像，同時(shí)降低成本和復(fù)雜性，用于探測(cè)運(yùn)載火箭或彈道導(dǎo)彈在發(fā)射期間的尾焰羽流。該試驗(yàn)一方面驗(yàn)證了在商業(yè)衛(wèi)星上搭載導(dǎo)彈預(yù)警載荷的可行性，另一方面表明需開(kāi)展更多的寬視場(chǎng)探測(cè)器、算法及數(shù)據(jù)處理技術(shù)在軌試驗(yàn)。美國(guó)空軍2015財(cái)年為“天基紅外系統(tǒng)”現(xiàn)代化改造申請(qǐng)了2900萬(wàn)美元，用于寬視場(chǎng)探測(cè)器的研發(fā)。預(yù)算文件顯示，美國(guó)空軍正考慮開(kāi)展2項(xiàng)單獨(dú)的項(xiàng)目以研發(fā)2個(gè)試驗(yàn)傳感器，分別是6°視場(chǎng)和9°視場(chǎng)探測(cè)器。

發(fā)展針對(duì)高超聲速滑翔武器的天基跟蹤能力

為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的高超聲速武器威脅，2017年3月，美國(guó)導(dǎo)彈防御局啟動(dòng)“天基微型探測(cè)器試驗(yàn)”（OMniSciEnT）項(xiàng)目，發(fā)展2顆50千克級(jí)LEO軌道衛(wèi)星，采用雙星驗(yàn)證對(duì)高超聲速滑翔武器的探測(cè)與跟蹤。衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命5年，基于模塊化設(shè)計(jì)，采用開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)，運(yùn)行軌道在高1000km以下，計(jì)劃2～3年發(fā)射。驗(yàn)證內(nèi)容包括：探測(cè)器寬視場(chǎng)凝視、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸通信、精確指向、自主運(yùn)行，以及存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)等。天基微型探測(cè)器一旦成熟，將發(fā)展成覆蓋熱點(diǎn)區(qū)域、最終覆蓋全球的完整的LEO軌道星座，將填補(bǔ)對(duì)高超聲速滑翔武器天基跟蹤體系的空白。