陸 震, 馮向京

(1.北京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院， 北京 100191; 2.中國(guó)兵器科學(xué)研究院, 北京100089)

【專(zhuān)家特稿】

空間武器的發(fā)展態(tài)勢(shì)

陸 震1, 馮向京2

(1.北京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院， 北京 100191; 2.中國(guó)兵器科學(xué)研究院, 北京100089)

空間武器特別是反衛(wèi)星武器和反彈道導(dǎo)彈武器對(duì)于掌握未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的制天權(quán)具有重要的戰(zhàn)略地位，分析比較了美國(guó)、俄羅斯和我國(guó)在空間武器，特別是反衛(wèi)星武器和彈道導(dǎo)彈防御武器方面的發(fā)展態(tài)勢(shì)?？蔀榻窈蟀l(fā)展我國(guó)空間武器系統(tǒng)提供參考。

空間武器；反衛(wèi)星武器；激光；微波；動(dòng)能武器

未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)將會(huì)從陸?？諗U(kuò)展到地外空間，即成為空間戰(zhàn)爭(zhēng)或太空戰(zhàn)爭(zhēng)。隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束和衛(wèi)星電子技術(shù)的不斷發(fā)展，美俄等軍事大國(guó)把注意力集中在將空間作為常規(guī)戰(zhàn)爭(zhēng)的支持性場(chǎng)所。衛(wèi)星監(jiān)視和定位功能對(duì)信息化戰(zhàn)場(chǎng)的重要性無(wú)可比擬，從軍隊(duì)調(diào)動(dòng)到精準(zhǔn)武器制導(dǎo)都需要空間設(shè)施。因此，空間設(shè)施(衛(wèi)星和空間站)成為各大國(guó)的重要資產(chǎn)，攻擊對(duì)方的空間設(shè)施和保護(hù)自己的空間設(shè)施對(duì)于保持軍事優(yōu)勢(shì)是空間戰(zhàn)爭(zhēng)的重要使命。 冷戰(zhàn)時(shí)期，美蘇兩國(guó)都在發(fā)展核武器和洲際導(dǎo)彈。這些進(jìn)攻性武器的使用足以使雙方同歸于盡。所以任何一方都不敢貿(mào)然行動(dòng)，達(dá)到雙方的核平衡。這就是所謂的相互保證摧毀原則(Mutual Assured Destruction，MAD)。

空間戰(zhàn)爭(zhēng)包括地球表面(陸地、海洋和大氣層)對(duì)空間戰(zhàn)爭(zhēng)，例如攻擊軌道上的人造衛(wèi)星、空間飛行器和彈道導(dǎo)彈?？臻g戰(zhàn)爭(zhēng)還包括衛(wèi)星攻擊衛(wèi)星這樣的空間對(duì)空間戰(zhàn)爭(zhēng)和從軌道上的飛行器及衛(wèi)星直接攻擊陸地，海上或大氣層中目標(biāo)的空間對(duì)地球戰(zhàn)爭(zhēng)。因此掌握空間的控制權(quán)，即制天權(quán)具有重要的戰(zhàn)略意義。為此各軍事大國(guó)都在空間技術(shù)和其他高科技發(fā)展的基礎(chǔ)上研制空間武器。

目前基本沒(méi)有發(fā)生真正的空間軍事對(duì)持行動(dòng)。幾次空間軍事行動(dòng)僅涉及訓(xùn)練和演習(xí)。只有在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美軍使用電磁武器，包括大功率微波，破壞和摧毀伊拉克電子系統(tǒng)[1]。2009年2月，在西伯利亞上空約790 km處。美國(guó)銥衛(wèi)星公司的“銥33”衛(wèi)星和俄羅斯的“宇宙-2251”軍用通信衛(wèi)星發(fā)生碰撞，這是空間軌道中首次發(fā)生的在軌衛(wèi)星相撞的偶然事件[2]。

空間武器按攻擊手段可分為常規(guī)武器、動(dòng)能武器和定向能武器(微波、激光、高能粒子束和聲波)。定向能武器具有高度集中的能量，動(dòng)能武器具有與核彈相同的TNT當(dāng)量。此外還有用于電子戰(zhàn)的通信和全球定位方面的軍事裝備。限于篇幅，本文不涉及電子戰(zhàn)方面。

1 空間對(duì)空間武器

早期進(jìn)行空間戰(zhàn)爭(zhēng)的研究是針對(duì)空間對(duì)空間戰(zhàn)爭(zhēng)，那時(shí)認(rèn)為由于地球大氣和重力的影響，地球?qū)臻g的系統(tǒng)太慢。這方面的歷史可以追溯到20世紀(jì)60年代蘇聯(lián)開(kāi)始實(shí)施的鉆石(Алмаз)計(jì)劃[3]。鉆石(Алмаз)計(jì)劃發(fā)射了一個(gè)秘密的軍事空間站，裝備了23 mm的自動(dòng)加農(nóng)炮，發(fā)射達(dá)到 219～270 km的高度，NASA報(bào)告其最終軌道高度為268～272 km。該項(xiàng)目旨在使蘇軍有能力對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行在軌檢查和在必要時(shí)摧毀它們，防止敵方攻擊或劫持己方衛(wèi)星。這是一個(gè)高度秘密軍事空間站計(jì)劃，始于20世紀(jì)60年代初。1973年至1976年期間發(fā)射了3個(gè)軍用禮炮空間站：Салют 2，Салют 3和Салют 5。為了掩蓋方案的軍事性質(zhì)，三個(gè)發(fā)射的Алма з空間站改稱(chēng)為民用的禮炮(Салют)空間站。除了自動(dòng)加農(nóng)炮，還安裝了一個(gè)兆瓦級(jí)的二氧化碳激光武器。 Салют 2在進(jìn)入軌道后不久就失敗了，但Салют3和Салют 5都進(jìn)行了成功的載人測(cè)試。在Салют 5之后。三名搭載的乘員中只有一人成功登上載人聯(lián)盟 (союз) 14號(hào); 第二名宇航員試圖進(jìn)入聯(lián)盟15號(hào)，但未能成功。

類(lèi)似地，美國(guó)進(jìn)行了藍(lán)色雙子座(Blue Gemini)項(xiàng)目的試驗(yàn)[4]，其中包括改進(jìn)的Gemini膠囊小艙，實(shí)現(xiàn)能夠在空間軌道部署武器和執(zhí)行監(jiān)視的任務(wù)。藍(lán)色雙子座是美國(guó)空軍(USAF)項(xiàng)目，首先在1962年8月提出了七次雙子座航天飛行，使空軍能夠在載人軌道發(fā)展系統(tǒng)MODS推出之前獲得載人航天經(jīng)驗(yàn)，這是一個(gè)使用雙子座航天器作為擺渡車(chē)的軍事空間站。美國(guó)在1962年還進(jìn)行了“海星首領(lǐng)”(Starfish Prime)試驗(yàn)[5]，當(dāng)時(shí)美國(guó)在空間軌道引爆了地面發(fā)射的核武器，以測(cè)試電磁脈沖(Electro Magnetic Pulse.)的影響。結(jié)果造成美國(guó)和蘇聯(lián)的許多在軌衛(wèi)星失效和核輻射擴(kuò)散的嚴(yán)重后果。 蘇聯(lián)也進(jìn)行過(guò)類(lèi)似的試驗(yàn)。電磁脈沖試驗(yàn)(EMP)的有害影響導(dǎo)致1967年美蘇英制訂了禁止在太空中使用核武器的“外層空間條約”(Outer Space Treaty)。

2 地球?qū)臻g武器

這主要是反衛(wèi)星武器和反導(dǎo)系統(tǒng)，包括陸基、海基和空基武器。反衛(wèi)星武器包括反衛(wèi)星導(dǎo)彈和反衛(wèi)星衛(wèi)星，后者屬于天基反衛(wèi)星武器，即空間對(duì)空間的武器。

在冷戰(zhàn)后期，蘇聯(lián)擁有比美國(guó)更強(qiáng)大的核打擊力量。1979年蘇聯(lián)入侵阿富汗，國(guó)際形勢(shì)處于蘇攻美守態(tài)勢(shì)。美國(guó)害怕核平衡被打破，需要建立有效的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，以保證其戰(zhàn)略核力量的生存和可靠的威懾能力，1983年3月23日的美國(guó)總統(tǒng)里根提出一個(gè)放棄“相互保證摧毀原則” (MAD)的戰(zhàn)略防御倡議(The Strategic Defense Initiative , SDI)，旨在保護(hù)美國(guó)不受彈道戰(zhàn)略核武器(洲際彈道導(dǎo)彈、戰(zhàn)略轟炸機(jī)和潛艇彈道導(dǎo)彈)的攻擊，這就是被戲稱(chēng)的“星球大戰(zhàn)計(jì)劃”。該倡議將陸基單元和軌道部署平臺(tái)結(jié)合起來(lái)[6]。1984年美國(guó)國(guó)防部成立了戰(zhàn)略防御計(jì)劃署(Strategic Defense Initiative Organization, SDIO)，負(fù)責(zé)監(jiān)督戰(zhàn)略防御計(jì)劃的執(zhí)行。1985年美國(guó)軍方成立了美國(guó)空間司令部(United States Space Command)，2002年與美國(guó)戰(zhàn)略司令部(United States Strategic Command.)合并。由于過(guò)于龐大和技術(shù)上的困難，戰(zhàn)略防御計(jì)劃(SDI)受到了國(guó)內(nèi)廣泛的批評(píng)，預(yù)算被多次裁減。到20世紀(jì)90年代初，隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和核武庫(kù)迅速減少，美國(guó)國(guó)會(huì)不再支持SDI，這個(gè)耗資1000億美元的計(jì)劃于1993年正式結(jié)束，克林頓的行政部門(mén)調(diào)整了對(duì)戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈的工作，將戰(zhàn)略防御計(jì)劃署(SDIO)改名為彈道導(dǎo)彈防御署(Ballistic Missile Defense Organization, BMDO)。2002年小布什的行政部門(mén)更名BMDO為導(dǎo)彈防御局(Missile Defense Agency, MDA)。美國(guó)大力發(fā)展地面(陸基、?；涂栈?對(duì)空間的武器，先后建立了彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(Ballistic Missile Defense，BMD)、戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(Theater Missile Defense，TMD)、國(guó)家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(National Missile Defense，NMD)。國(guó)家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)是美國(guó)用于在整個(gè)國(guó)家范圍抵擋外來(lái)洲際彈道導(dǎo)彈的反彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)。這些入侵的導(dǎo)彈可以被其他的導(dǎo)彈，或者激光所攔截。它們可以被攔截于發(fā)射點(diǎn)附近(爬升階段)、飛行過(guò)程之中、或者是再入大氣層階段。多重殺傷車(chē)(MKV)是美國(guó)導(dǎo)彈防御計(jì)劃的一部分[7]，其目標(biāo)是設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)和部署多個(gè)可以攔截和摧毀多種彈道導(dǎo)彈的小型動(dòng)能彈頭，包括可能的誘餌目標(biāo)[8、9]。美國(guó)戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)分三個(gè)層次：一是低層防御系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠攔截大氣層內(nèi)相對(duì)低的飛行目標(biāo)；二是高層防御系統(tǒng)，主要對(duì)付大氣層外的導(dǎo)彈目標(biāo)；三是助推段防御系統(tǒng)，即對(duì)處在助推段的彈道導(dǎo)彈實(shí)施攔截。具體的分系統(tǒng)如下：

1) 陸軍PAC-3型“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈系統(tǒng)。這是美軍在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后重點(diǎn)改進(jìn)的武器系統(tǒng)之一。經(jīng)過(guò)改進(jìn)，“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈系統(tǒng)在雷達(dá)、通信、遙控發(fā)射等方面有了明顯的改善。目前PAC-3型“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈技術(shù)已經(jīng)成熟，在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍首次以“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈成功地?cái)r截了伊拉克的“飛毛腿”導(dǎo)彈。

2)中距增程防空系統(tǒng)(MEADS)。它用于陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)?wèi)?zhàn)役級(jí)或戰(zhàn)術(shù)級(jí)行動(dòng)，屬低層防御系統(tǒng)，由美、德、意聯(lián)合研制。

3) 海軍區(qū)域防御(NAD)系統(tǒng)。它亦屬低層防御系統(tǒng)，主要由海軍現(xiàn)有的“宙斯盾”系統(tǒng)和“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈兩部分改進(jìn)而成。主要改進(jìn)了“宙斯盾”系統(tǒng)和“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈發(fā)現(xiàn)和跟蹤來(lái)襲戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的能力。由于艦艇機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，戰(zhàn)時(shí)該系統(tǒng)將與陸基的反導(dǎo)彈系統(tǒng)合用，除保護(hù)軍隊(duì)外，還可保護(hù)港口基地和機(jī)場(chǎng)。

4) 陸軍戰(zhàn)區(qū)高空區(qū)域防御(THAAD)系統(tǒng)。這是高層防御系統(tǒng)的關(guān)鍵性部分。該系統(tǒng)由具有矢量推力的單級(jí)固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。固體推進(jìn)劑燃盡后，助推器與殺傷車(chē)(KV)分離, 后者攔截目標(biāo)。在大氣層外機(jī)動(dòng)，KV配備了波音開(kāi)發(fā)的液體DACS(Divert and Attitude Control System, 轉(zhuǎn)向和姿態(tài)控制系統(tǒng))。KV直接撞擊目標(biāo)。THAAD可以攔截高達(dá)150 km的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)。

5) 海軍全戰(zhàn)區(qū)防御”(NTWD)系統(tǒng)。屬于戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御計(jì)劃的高層防御系統(tǒng)，可攔截位于外層空間的飛行目標(biāo)，最低攔截高度為80 km，最高可達(dá)500 km，其基礎(chǔ)仍為海軍的“宙斯盾”系統(tǒng)和“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈。

6) 空軍助推段攔截系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)想在來(lái)襲導(dǎo)彈點(diǎn)火發(fā)射不久、尚未和助推器分離之前，由10 km上空的機(jī)載激光系統(tǒng)將直徑140cm的激光束射向敵方導(dǎo)彈，并將其摧毀于助推段，墜落于發(fā)射方的地面上。首架裝有激光武器的“波音747”飛機(jī)正在生產(chǎn)，預(yù)計(jì)3年內(nèi)投入使用。

7) 作戰(zhàn)管理與指揮、控制、通信和情報(bào)系統(tǒng)(BM/C3I)。這是戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。美軍正在研制和建立一種靈活、輕便、可靠的，包括衛(wèi)星、傳感器和計(jì)算機(jī)在內(nèi)的戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合導(dǎo)彈防御框架。

20世紀(jì)80年代中期，美國(guó)空軍一架F-15鷹式戰(zhàn)機(jī)擊落了一個(gè)555 km軌道上的通信衛(wèi)星P78-1[9]。2008年2月21日在格林威治時(shí)間上午3:26美國(guó)摧毀了其失效的衛(wèi)星USA-193[10]。

蘇聯(lián)早在1961年3月開(kāi)始一項(xiàng)名為Istrebitel Sputnik(IS)的反衛(wèi)星武器計(jì)劃，IS系統(tǒng)是一種“共軌”系統(tǒng)，逐漸接近目標(biāo)，在足夠靠近目標(biāo)時(shí)引爆一枚彈頭將其獵殺。當(dāng)目標(biāo)衛(wèi)星的地面軌跡移到發(fā)射場(chǎng)上空時(shí)，導(dǎo)彈發(fā)射。 一旦探測(cè)到衛(wèi)星，導(dǎo)彈就會(huì)發(fā)射到靠近目標(biāo)衛(wèi)星的軌道上。 起初使用UR-200火箭，后來(lái)改用旋風(fēng)-2(Tsyklon-2)。期間共進(jìn)行了23次試驗(yàn)，在1970年2月完成世界上第一次成功攔截[11]，達(dá)到了32次命中(每次可以穿透100 mm的裝甲)[12]。該系統(tǒng)于1973年2月宣布運(yùn)行。

從20世紀(jì)70年代開(kāi)始試驗(yàn)了大面積陸基的ASAT激光器，1975年10月18日，在莫斯科以南50 km處，蘇聯(lián)連續(xù)5次用氟化氫激光器照射了兩顆飛臨西伯利亞上空用以監(jiān)視洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射井的美國(guó)早期預(yù)警衛(wèi)星，使其紅外傳感器失效達(dá)4小時(shí)之久。由此推斷前蘇聯(lián)可能已經(jīng)擁有接近實(shí)戰(zhàn)部屬的反衛(wèi)星激光武器。在20世紀(jì)70和80年代間，發(fā)生了系列美國(guó)間諜衛(wèi)星事件，蘇聯(lián)在1976年的Fon項(xiàng)目下研究了定向能量武器。20世紀(jì)80年代初，蘇聯(lián)開(kāi)始針對(duì)美國(guó)，發(fā)射改進(jìn)的米格31(MiG-31)“獵狐犬”的反衛(wèi)星武器研究。蘇聯(lián)從1968 年到1983 年的15 年間, 在共軌式反衛(wèi)星武器方面投入大量人力物力, 共約進(jìn)行了20 多次試驗(yàn), 攔截最高高度為2 000 km左右, 從地面發(fā)射到攔截衛(wèi)星的時(shí)間在1小時(shí)之內(nèi)。蘇聯(lián)從1983年以后停止了共軌式反衛(wèi)星的空間試驗(yàn)活動(dòng)，加大了激光反衛(wèi)星的研究。自1968年進(jìn)行了一系列的高能氟化氘激光武器試驗(yàn), 80年代后期研制出了天基激光武器原理樣機(jī),在聯(lián)盟號(hào)載人宇宙飛船上試驗(yàn)了氟化氘衛(wèi)星激光武器。蘇聯(lián)/俄羅斯還研發(fā)了安裝在伊留辛 II-76MD運(yùn)輸工具[13]上的二氧化碳?xì)怏w激光器。

蘇聯(lián)解體之后，俄羅斯為保持空間軍事優(yōu)勢(shì)，1992年8月10日成立了空間部隊(duì)(Космические войска России)，它于2001年6月1日成為俄羅斯軍隊(duì)的一個(gè)獨(dú)立部分， 2011年12月1日由俄羅斯航天國(guó)防軍(Войска воздушно-космической обороны ВВКО)取代。在20世紀(jì)80年代初，蘇聯(lián)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了兩架米格-31D(“獵狐者”)作為潛在Vympel反衛(wèi)星武器系統(tǒng)的發(fā)射平臺(tái)[14]。蘇聯(lián)解體后，由于國(guó)防費(fèi)用減少，這個(gè)項(xiàng)目被擱置[15]。2009年8月，俄羅斯空軍宣布恢復(fù)這一方案[16-17]。俄羅斯空軍和空間部隊(duì)的Eduard Sigalov上校指出，俄羅斯正在“開(kāi)發(fā)一種能夠破壞太空潛在目標(biāo)的新武器”[18]。Sokol Eshelon是一個(gè)基于依柳辛A-60飛機(jī)的機(jī)載激光系統(tǒng)，據(jù)報(bào)道2012年重新啟動(dòng)[19-20]。此消息為2016年5月俄塔斯社消息進(jìn)一步證實(shí)[22]。

1981年俄羅斯開(kāi)始研究天基反衛(wèi)星導(dǎo)彈, 它利用與“禮炮-7” 航天站對(duì)接的“ 宇宙-1276”號(hào)飛船試驗(yàn)了紅外制導(dǎo)的反衛(wèi)星導(dǎo)彈, 這種小型的動(dòng)能武器可以部署在航天站或者專(zhuān)用航天平臺(tái)上, 對(duì)敵方天基武器系統(tǒng)發(fā)起攻擊。2014年8月，美國(guó)媒體報(bào)道，俄羅斯“宇宙-2504”衛(wèi)星頻繁變軌并與微風(fēng)上面級(jí)交會(huì)的消息，“宇宙-2504”具備較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)能力，可以使用激光或小型動(dòng)能武器破壞航天器，無(wú)需使用炸藥或彈片摧毀目標(biāo)，完成任務(wù)后可再攻擊下一個(gè)目標(biāo)。

2015年11月18日，俄羅斯直接升空反衛(wèi)星導(dǎo)彈PL-19 “努多爾河”(Nudol)試驗(yàn)成功。2016年5月，俄成功進(jìn)行了A-235反衛(wèi)星導(dǎo)彈[21]，即新型的“努多爾河”導(dǎo)彈試驗(yàn)，這種導(dǎo)彈可摧毀美國(guó)戰(zhàn)略通信衛(wèi)星、間諜衛(wèi)星與GPS導(dǎo)航衛(wèi)星[22]。俄羅斯的激光武器可以將數(shù)百米軌道上運(yùn)行的敵方衛(wèi)星摧毀, 對(duì)1000米以上軌道的衛(wèi)星, 可以破壞其光學(xué)傳感器和姿態(tài)傳感器等部件。

文獻(xiàn)[23]介紹，我國(guó)第二炮兵于2015年12月31日升格為“火箭軍”?；鸺娕c解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天系統(tǒng)部是我國(guó)國(guó)防的戰(zhàn)略支撐，是維護(hù)我國(guó)國(guó)家安全的重要基石，我國(guó)在ASAT方面也取得很大進(jìn)展。據(jù)外媒報(bào)道，我國(guó)開(kāi)發(fā)了三類(lèi)ASAT系統(tǒng)，第一類(lèi)直接獵殺系統(tǒng)，是指以陸基或車(chē)載的導(dǎo)彈獵殺衛(wèi)星。這是一種動(dòng)力殺傷系統(tǒng)，旨在物理性破壞或損壞衛(wèi)星，而不是電子干擾其軌道或任務(wù)。 我國(guó)2007年1月11日向老化的風(fēng)云系列衛(wèi)星發(fā)射SC-19導(dǎo)彈并將其摧毀[24]，展示了將地面動(dòng)力殺傷車(chē)發(fā)射到衛(wèi)星的能力。我國(guó)094型核動(dòng)力潛艇也有能力發(fā)射SC-19或類(lèi)似的導(dǎo)彈[25]。2015年10月30日在中國(guó)西部進(jìn)行了動(dòng)能-3 ASAT導(dǎo)彈測(cè)試。美方認(rèn)為，動(dòng)能-3將用于摧毀一直被認(rèn)為是相對(duì)安全的高軌道衛(wèi)星，這一軌道距地面約20 000 km。當(dāng)時(shí)美媒體驚呼動(dòng)能-3反衛(wèi)星武器將使中國(guó)成為全球唯一具備摧毀全球定位系統(tǒng)的國(guó)家。第二類(lèi)是自1995年以來(lái)一直在開(kāi)發(fā)的定向能量武器，是一種高功率激光或微波武器，這是我國(guó)“新概念武器”計(jì)劃的一部分[26, 27]。我國(guó)的 “沉默獵人”激光武器，可以在1 000 m的距離燒穿5 mm裝甲鋼板。第三類(lèi)是微衛(wèi)星系統(tǒng)，指其質(zhì)量大于10 kg，小于500 kg人造衛(wèi)星[28]。由于微衛(wèi)星與另一顆衛(wèi)星的相對(duì)速度較高，任何碰撞都會(huì)使兩顆衛(wèi)星毀傷。微型衛(wèi)星具有便宜，可操作性強(qiáng)和難跟蹤的優(yōu)點(diǎn)。 2001年，我國(guó)正在測(cè)試一顆寄生的微型衛(wèi)星，可以鎖定另一顆衛(wèi)星，并按照命令與鎖定的衛(wèi)星一起銷(xiāo)毀。2008年神舟-7釋放的BX-1型微型衛(wèi)星曾以危險(xiǎn)的相對(duì)速度接近國(guó)際空間站，國(guó)際空間站及時(shí)避開(kāi)[29-30]。這使國(guó)際上對(duì)中國(guó)使用微型衛(wèi)星作為動(dòng)力殺傷ASAT系統(tǒng)的能力刮目相看。

2015年9月20日長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功點(diǎn)火發(fā)射，將20顆微型衛(wèi)星送入太空，創(chuàng)中國(guó)一箭多星發(fā)射的新紀(jì)錄。

一般來(lái)說(shuō)，由于空間碎片問(wèn)題，爆炸和動(dòng)力殺傷系統(tǒng)的使用受限于相對(duì)較低的高度，避免在軌道上產(chǎn)生凱斯勒(Kessler)效應(yīng)。凱斯勒效應(yīng)是指低地球軌道(LEO)中的物體和碎片的密度足夠高，使得相互間的碰撞會(huì)產(chǎn)生更多空間碎片，增加進(jìn)一步碰撞的可能性，導(dǎo)致骨牌效應(yīng)。碎片在軌道上的分布使空間活動(dòng)和在特定軌道范圍內(nèi)的衛(wèi)星的作用受到限制。

反衛(wèi)星激光將發(fā)射物由彈頭換成激光束，擊中衛(wèi)星使其燒毀或損壞。該種武器只需布署在地面隱蔽位置，成本效益非常高，技術(shù)難點(diǎn)則是激光必須穿越大氣層打向太空，能量衰減問(wèn)題和目標(biāo)偵測(cè)瞄準(zhǔn)問(wèn)題是科技難點(diǎn)。在定向能武器中反衛(wèi)星激光武器技術(shù)較成熟。2008年4月22日，美國(guó)的諾斯羅普·格魯門(mén)公司宣布已經(jīng)成功地建造并測(cè)試了一種能夠產(chǎn)生100 kW光線的電激光器[31]。根據(jù)美國(guó)陸軍聯(lián)合大功率固態(tài)激光項(xiàng)目官Brian Strickland的說(shuō)法，電激光器理論上是能夠被安裝在飛機(jī)，船舶或車(chē)輛中，因?yàn)樗妮o助設(shè)備比化學(xué)激光器要少。1991年，美國(guó)陸軍導(dǎo)彈指揮部開(kāi)發(fā)并實(shí)地測(cè)試了一種黃-橙-紅部分光譜的強(qiáng)化可調(diào)諧激光[32]。除了使用可見(jiàn)光，美軍在20世紀(jì)80年代進(jìn)行了x射線激光器作為防御手段的試驗(yàn)，這是一種天基激光器，但是失敗了，即所謂的卡布拉事件[33]。美空軍助推段攔截系統(tǒng)實(shí)為機(jī)載激光反導(dǎo)武器，已選定波音747作為載機(jī)平臺(tái)，計(jì)劃2008年7架反導(dǎo)飛機(jī)全部服役。

定向能武器又叫“束能武器”，可用在反衛(wèi)星武器中。除了利用激光束的能量，還可以利用粒子束、微波束、等離子束、聲波束的能量，產(chǎn)生高溫、電離、輻射、聲波等綜合效應(yīng)。這種綜合效應(yīng)無(wú)聲無(wú)息，因?yàn)樵诳梢?jiàn)光譜之外的輻射光譜不可見(jiàn)[34]。光或輻射以及重力對(duì)其影響微乎其微，幾乎是完全直線軌跡，不受風(fēng)向和科里奧利力的影響，其作用更加精準(zhǔn)，可達(dá)整個(gè)視線范圍。與常規(guī)武器相比，它們的速度和射程要大得多，更適用于空間戰(zhàn)爭(zhēng)。它們僅受光束衍射和擴(kuò)散的限制(這些會(huì)削弱功率和減少效果)，以及光束進(jìn)入大氣層為大氣層吸收或發(fā)生散射。Dazzler通過(guò)強(qiáng)烈的定向輻射使目標(biāo)暫時(shí)失明或迷向，其打擊目標(biāo)包括光傳感器或人類(lèi)視覺(jué)的激光武器[35]。

激光武器也有其致命弱點(diǎn)。激光束開(kāi)始以大約 1 MJ/cm3的能量密度在大氣中引起等離子體擊穿。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“開(kāi)花”現(xiàn)象, 使激光器將能量散焦并分散到周?chē)目諝庵小?如果空氣中有霧，煙霧或灰塵，開(kāi)花現(xiàn)象可能會(huì)更嚴(yán)重。

激光武器是可以防范的，我國(guó)開(kāi)發(fā)了一種可以使美國(guó)軍用激光束偏折的人工涂層。通過(guò)改變涂層材料的物理和化學(xué)性質(zhì)使激光束偏轉(zhuǎn)，反射或吸收。這種涂層可以對(duì)抗某些特定類(lèi)型的激光器。涂層由不同的物質(zhì)制成，包括金屬，稀土，碳纖維，銀和鉆石，這些材料被加工成精細(xì)的光澤表面，針對(duì)特定的激光武器系統(tǒng)量身定做。開(kāi)發(fā)激光防護(hù)比制造激光武器便宜得多[36]。

微波武器系統(tǒng)是一種采用強(qiáng)微波發(fā)射機(jī)、高增益天線以及其他配套設(shè)備的定向能武器系統(tǒng)，所發(fā)射出來(lái)的微波波束會(huì)聚在窄波束內(nèi)，以強(qiáng)大的能量殺傷、擊毀目標(biāo)。其輻射的微波波束能量，要比雷達(dá)大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。微波武器可殺傷人員。就其殺傷機(jī)理而言，有“非熱效應(yīng)”與“熱效應(yīng)”兩種”?！胺菬嵝?yīng)”是利用3～13 mW/cm2的弱波照射人體，引起各種武器系統(tǒng)的操作人員煩躁、頭痛、神經(jīng)紊亂、記憶力衰退等心理變態(tài)，導(dǎo)致武器系統(tǒng)的操作失靈?！盁嵝?yīng)”則是利用強(qiáng)微波輻射人體，能量密度為20 W/cm2，照射時(shí)間為1～2 s，通過(guò)瞬時(shí)產(chǎn)生的高溫高熱，造成人員的死亡。微波束另一個(gè)特點(diǎn)是，它可以穿過(guò)縫隙、玻璃或纖維進(jìn)入坦克裝甲車(chē)輛內(nèi)部，燒傷車(chē)輛內(nèi)的乘員。微波武器還可以使現(xiàn)代化武器系統(tǒng)中的電子設(shè)備及元器件損壞或失效。例如，EL / M-2080綠松雷達(dá)的有效輻射功率(ERP)使其能夠成為定向能武器，將雷達(dá)能量脈沖聚焦在目標(biāo)導(dǎo)彈上。能量峰值通過(guò)天線或傳感器孔進(jìn)入導(dǎo)彈，在那里微波束可以迷惑制導(dǎo)系統(tǒng)，擾亂計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器甚至燒毀敏感的電子部件[37]。用0.01～1 μW/cm2的弱微波能量，就可以干擾相應(yīng)頻段的雷達(dá)和通信設(shè)備正常工作。

目前美國(guó)已研制能在微波波段產(chǎn)生千兆瓦脈沖功率的實(shí)驗(yàn)型微波發(fā)射管，企望最終脈沖功率達(dá)到100 kMW。達(dá)到1 000～10 000 W/cm2的超強(qiáng)微波能量，在很短時(shí)間內(nèi)使目標(biāo)受高熱而破壞，甚至能夠引爆武器中的炸藥等，使武器被毀壞。微波武器與激光束、粒子束武器相比作用距離更遠(yuǎn)，受天氣影響更小，從而使對(duì)方相應(yīng)對(duì)抗措施更加困難，可用于攻擊衛(wèi)星、彈道導(dǎo)彈，巡航導(dǎo)彈、飛機(jī)、艦艇、坦克、通信系統(tǒng)以及雷達(dá)、計(jì)算機(jī)設(shè)備，尤其是指揮通信樞鈕、作戰(zhàn)聯(lián)絡(luò)網(wǎng)等重要的信息戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)和部位，或使目標(biāo)遭受物理性破壞，喪失作戰(zhàn)效能，其破壞的程度達(dá)到不能修復(fù)。

微波武器目前存在的問(wèn)題，一是對(duì)有核防護(hù)設(shè)施的目標(biāo)無(wú)效。許多國(guó)家的軍用電子系統(tǒng)裝有對(duì)微波武器具有防范作用的防原子破壞設(shè)備；二是為了發(fā)揮微波武器的作用，其功率必須足夠大，這樣就可能對(duì)在一定范圍內(nèi)的友鄰部隊(duì)的電子系統(tǒng)構(gòu)成巨大威脅。為防止這一點(diǎn)，就必須采用高度定向的天線或利用地面屏蔽物；三是微波武器可能遭受反輻射導(dǎo)彈(ARM)的攻擊。ARM是一種尋的無(wú)線電和雷達(dá)信號(hào)的導(dǎo)彈。不言而喻，ARM是微波武器的天敵，但也有人持不同看法，認(rèn)為微波武器功率很高，可事先引爆來(lái)犯導(dǎo)彈；并且微波武器也可影響ARM制導(dǎo)系統(tǒng)，破壞ARM對(duì)其的跟蹤而使其偏離航向。

粒子束武器使用原子或亞原子粒子的高能束，通過(guò)破壞目標(biāo)的原子和/或分子結(jié)構(gòu)擊毀目標(biāo)。 粒子束武器是一種定向能量武器，它使用質(zhì)量很小，可忽略不計(jì)的粒子在特定方向上聚焦引導(dǎo)能量。這理論上是可行的，但實(shí)際的武器尚未發(fā)現(xiàn)。大氣層中噴霧效應(yīng)也是粒子束武器要克服的一個(gè)難題。噴霧效應(yīng)導(dǎo)致瞄準(zhǔn)目標(biāo)的能量發(fā)散，使粒子束的使用精度降低。在帶電和中性粒子束中，當(dāng)顆粒在熱振動(dòng)或與空氣分子的作用相互碰撞發(fā)生熱性噴霧效應(yīng)。 電噴霧效應(yīng)僅在帶電粒子束中發(fā)生，因?yàn)轭?lèi)似電荷的離子彼此排斥。這種武器發(fā)射的脈沖粒子束含有1 kMJ的動(dòng)能或更多，由于其接近光速(真空中的光速299,792,458 m/s)的速度與由武器產(chǎn)生的能量相結(jié)合，將使任何防御目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)防御手段無(wú)效[38]。

粒子束武器對(duì)目標(biāo)的破壞能力比激光武器更強(qiáng)。其主要特點(diǎn)是穿透力強(qiáng)、能量集中，脈沖發(fā)射率高，能快速改變發(fā)射方向。粒子束武器分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是在大氣中使用的帶電粒子束武器，它可以實(shí)施硬殺傷直接擊穿目標(biāo)，也可以實(shí)施軟殺傷使裝備局部失效；另一類(lèi)是在外層空間使用的中性粒子束武器，主要用于攔截助推段導(dǎo)彈，也可以攔截中段或再入段導(dǎo)彈，也可擊毀衛(wèi)星的關(guān)鍵部位。進(jìn)入ASAT的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程擊毀衛(wèi)星和攔截彈道導(dǎo)彈，預(yù)計(jì)要到21世紀(jì)二、三十年代。

超聲波武器通過(guò)氣蝕和加熱影響人體組織。暴露在700 kHz至3.6 MHz頻率的高強(qiáng)度超聲可能會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)肺和腸損傷，導(dǎo)致嚴(yán)重的動(dòng)脈顫動(dòng)和心動(dòng)過(guò)緩。高強(qiáng)度聲音使人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)生疼痛可能會(huì)造成永久性失聰；暴露在低頻聲波可能導(dǎo)致明顯的空洞，低體溫和組織切剪。隨著強(qiáng)度的增加，傷害迅速增加。

3 空間對(duì)地球的武器

軌道武器是在環(huán)繞諸如行星或月亮之類(lèi)的天體軌道上的任何武器。 截至2017年4月，還未見(jiàn)到運(yùn)行的軌道武器系統(tǒng)，但幾個(gè)國(guó)家已經(jīng)部署軌道監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)觀察其他國(guó)家或武裝部隊(duì)。如前所述，美國(guó)和蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)期間設(shè)計(jì)和發(fā)射了幾個(gè)軌道武器系統(tǒng)，他們要把核武器置于地球軌道上。在“外層空間條約”和“第二類(lèi)條約”生效后，大規(guī)模殺傷性武器放置在空間軌道被禁止，大部分軌道武器的發(fā)展停止，但某些武器系統(tǒng)，如動(dòng)力轟擊武器，不在限制之列，成為各軍事大國(guó)發(fā)展的內(nèi)容。

動(dòng)力轟擊或動(dòng)力軌道攻擊是用慣性彈頭攻擊行星，其破壞力來(lái)自具有非常高速度的彈頭撞擊的動(dòng)能。這種戰(zhàn)術(shù)是在衛(wèi)星上放置帶有鎢或其他高硬度的金屬棒和定向推力系統(tǒng)的彈頭庫(kù)。當(dāng)發(fā)出攻擊命令時(shí)，衛(wèi)星把其中一根棒從其軌道中拋出，使其進(jìn)入與目標(biāo)相交的亞軌道。金屬棒由于重力而接近橢圓軌道的近地點(diǎn)和目標(biāo)時(shí)，獲得極大的速度，直到它在大氣中開(kāi)始減速，在碰撞之前達(dá)到終點(diǎn)速度。金屬棒通常做成使空氣阻力最小和終端速度最大的形狀，同時(shí)其雷達(dá)截面最小。

動(dòng)力轟擊的優(yōu)點(diǎn)是能夠以非常高的速度從非常高的位置投射彈頭，從而使被攻擊目標(biāo)非常難以防御。此外，彈頭是非爆炸性的，最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)完全由實(shí)心的金屬棒構(gòu)成，昵稱(chēng)“上帝之杖”[39]。早在上世紀(jì)90年代，美國(guó)就開(kāi)展明亮卵石(Brilliant Pebbles)項(xiàng)目[40]和后來(lái)的Thor計(jì)劃等動(dòng)能武器的研究。動(dòng)力殺傷技術(shù)的武器系統(tǒng)，由地球軌道發(fā)射如電話桿大小鎢材質(zhì)彈體，以擊毀地面目標(biāo)[41]。這個(gè)系統(tǒng)一般描述為“軌道上具有小翅片及后部制導(dǎo)計(jì)算機(jī)的鎢電話桿”。2003年美國(guó)空軍報(bào)告描述該系統(tǒng)是6.1 m長(zhǎng)，0.3 m直徑的鎢棒，由衛(wèi)星控制，具有全局打擊能力，沖擊速度達(dá)10馬赫[42-43]。根據(jù)軌道和在軌道中的位置，系統(tǒng)在全球范圍從離軌和擊中目標(biāo)只需幾分鐘， 無(wú)需部署導(dǎo)彈、戰(zhàn)機(jī)或其他運(yùn)載器。

4 結(jié)語(yǔ)

本文分析比較了美國(guó)、俄羅斯和我國(guó)在空間武器，特別是反衛(wèi)星武器和彈道導(dǎo)彈防御武器方面的發(fā)展態(tài)勢(shì)，美俄都建立了從低空到高軌道的反衛(wèi)星武器和反彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。在空間武器發(fā)展，特別是反衛(wèi)星武器整體方面，我國(guó)與美俄還有一些差距，但在某些方面，我國(guó)已經(jīng)走在前面。

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[31] Joint High Power Solid-State Laser fact sheet,Northrop Grumman Corporation,April 22,2008. (http://www.northropgrumman.com/Capabilities/SolidStateHighEnergyLaserSystems/Pages/JointHighPowerSolidStateLaser.aspx).

[32] Duarte F J,Davenport W E,Ehrlich J J, et al.Taylor,Ruggedized narrow-linewidth dispersive dye laser oscillator,Opt. Commun. 84,310-316 (1991).

[33] Nilsen,Joseph (1994). Legacy. (https://str.llnl.gov/etr/pdfs/11_94.2.pdf) (PDF) 1994-11.

[34] Defence IQ talks to Dr Palí?ek about Directed Energy Weapon systems,Defence iQ’,Nov. 20,2012 Spectrum Tutorial,University of Wisconsin Electromagnetic Spectrum Tutorial,accessed 22/06/2013.

[35] http://www.popsci.com/chinese-soldiers-have-laser-guns#page-4.2017-8-18.

[36] US lasers? PLA preparing to raise its deflector shields (http://www.scmp.com/news/china/article/144473 2/us-lasers-pla-preparing-raise-its-deflector-shields) - SCMP.com,2014-03-10.

[37] Fulghum,David A. (2005-12-17). “Israel tests improved Arrow interceptor”. Aviation Week & Space Technology. Retrieved 2009-08-19.

[38] Roberds,Richard M (July-August 1984),“Introducing the Particle-Beam Weapon”,Air University Review,USA: Air Force.

[39] Eric Adams (June 2004). “Rods from God”. Popular Science. Retrieved 27 May 2010.

[40] Claremont Institute. Brilliant Pebbles. Accessed March 11,2006.] [68 The Heritage Foundation. Brilliant Pebbles. Accessed 2006-0317.

[41] Jonathan Shainin (10 December 2006). “Rods From God”. New York Times.] [Jerry Pournelle (6 March 2006). “Chaos Manor Mail”. The View from Chaos Manor.2006-12-10.

[42] Giuseppe Anzera (18 August 2005). “Star Wars: Empires strike back”. Asia Times. Retrieved 25 May 2010.

[43] John Arquilla (12 March 2006). “RODS FROM GOD / Imagine a bundle of telephone poles hurtling through space at 7,000 mph”. San Francisco Chronicle. Retrieved 25 May 2010.] [Julian Borger (19 May 2005). “Bush likely to back weapons in space”. The Guardian. Retrieved 25 May 2010.

[44] 新浪網(wǎng)2008年中國(guó)國(guó)防白皮書(shū)，2009-01-20.

[45] https://www.scribd.com/document/332770381/SENATE-HEARING-110TH-CONGRESS-OVERSIGHT-HEARING-ON-RESEARCH-AND-TREATMENT-FOR-GULF-WAR-ILLNESSES. 2007-09-25.

[46] https://en.wikipedia.org/wiki/Space_warfare/.2017-08-18.

(責(zé)任編輯周江川)

TheTrendofSpaceWeapon’sEvolution

LU Zhen1, FENG Xiangjing2

(1.School of Avtomation, Behang University, Beijing 100191, China; 2.Chinese Academy of Weapons Sciences, Beijing 100089, China)

Space weapons, especially anti-satellite weapons and anti-ballistic missile weapons, have an important strategic position to master the space in the future warfare. This paper analyzes and compares situation of the US, Russia and China in space weapons, mainly in anti-satellite weapons and ballistic missile defense weapons. As a matter of fact, this paper expects to provide some reference for the future development of China’s space weapon system.

space weapon; anti-satellite weapons; laser; microwave; kinetic energy weapon

2017-07-15；

：2017-07-30

陸震(1942—)，本刊編委，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事機(jī)械電子工程、空間機(jī)器人研究。

10.11809/scbgxb2017.09.001

format:LU Zhen, FENG Xiangjing.The Trend of Space Weapon’s Evolution[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(9):1-7.

E08

：A

2096-2304(2017)09-0001-07

本文引用格式：陸震,馮向京.空間武器的發(fā)展態(tài)勢(shì)[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2017(9):1-7.