美军“太空哨兵”准备搬家

    数十年来，美国军方用几乎一成不变的方式探测从未知地点射来的敌方导弹：把携带红外传感器的预警卫星送进远离地面的高空轨道，对地球表面的一举一动实现全天候监控。在2020年年初的一场实战中，“太空哨兵”向在伊拉克的美军士兵及时发出预警，让后者成功躲开了伊朗发射的导弹，无人死亡。

    随着其他军事大国的反卫星能力持续进步，美国军方认为，传统的太空预警体系逐渐不可持续。把价值数十亿美元的“鸡蛋”（卫星）放到一个“篮子”（轨道）里的风险越来越高。现在，美军太空部队对“分布式架构”产生了兴趣。这意味着需要开发多种多样的卫星，把它们分散到不同高度的轨道上。除了在离地面35785公里的地球同步轨道继续部署，美军还盯上了中地轨道（距离地面1988公里到同步轨道之间的区域）。

    据美国“防务新闻”网站报道，美国下一代天基导弹预警卫星“高空持久红外系统”是复杂、昂贵和精致的同义词。按照原先的计划，首批部署的包括5颗在高空轨道运行的卫星。2018年，美国空军旗下的“空间和导弹系统中心”向洛克希德·马丁公司支付了29亿美元，要求后者设计3颗地球同步卫星，2021年追加了49亿美元。另一家防务承包商诺斯罗普·格鲁曼公司拿到了24亿美元，负责设计这个“星座”里的两颗极地卫星。

    情况在今年5月发生了显著转变。成立不久的美国太空部队发布了两份新合同，其一是为雷神公司提供2900万美元，其二是为隶属于波音公司的“千禧太空系统”公司提供约2800万美元，都是为了研发“高空持久红外系统”卫星的数字化模型。两家公司将利用数字工程技术设计卫星。合同要求验证，新卫星能否在中地轨道上运行。

    从地球同步轨道向中地轨道“搬家”，被视为美国导弹预警体系的重大转变。为什么要这样做？雷神公司太空系统分部执行总监罗布·阿尔塞斯在接受美国“C4ISR”网站采访时说，2019年，该公司同“空间和导弹系统中心”签订了科研合同，对下一代预警卫星进行前期调研。此后，美国太空部队对该公司提出了一项补充要求——弄清如何改变既有系统的架构。

    阿尔塞斯进一步解释说：“我们花了很长时间讨论……怎样将传感器转移到中地轨道上。这么做好处众多，比如，卫星离地球近了，灵敏度便随之增加……。”

    中地轨道卫星覆盖的范围很广。虽然五角大楼拥有的重要天基资产大多在地球同步轨道运行，但以往也有一些“栖息”在较低高度的卫星，其中最著名的要数GPS卫星群。

    “中地轨道有很多优势。”千禧太空系统公司CEO杰森·金表示，“依靠比在近地轨道更少的卫星，你可以看到地球表面更广的范围——换成在近地轨道，你得用数百颗卫星才能覆盖整个地球。”近地卫星的“视力”也不太好，在目标飞走前只能跟踪很短一段时间。

    美国《福布斯》杂志网站称，比起近地轨道和地球同步轨道，中地轨道具有独特优势。它比地球同步轨道容纳的卫星更多，且安全系数高，不容易出现少数关键卫星被毁导致整套系统失灵的局面；为了监控全球，它需要的卫星比近地轨道少。

    雷神公司已经采用内部开发的算法，向美国军方展示了如何将下一代预警卫星部署在中地轨道。虽然雷神公司和千禧太空系统公司都没有完成精确的成本评估，但考虑到中地轨道卫星通常比较灵巧、紧凑，其生产和部署成本有望降低。

    五角大楼希望下一代预警卫星既能在中地轨道运行，也能够在地球同步轨道运行，在实际部署时具备更强的灵活性。罗布·阿尔塞斯说：“这是一种非常经济的方法，你可以开发能在不同轨道运行的传感器，用不着从根本上改变传感器的属性。”

    与此同时，美国国防部下属的“太空发展局”设想通过建立一个连接数以百计的预警卫星的太空网络来解决问题。来袭导弹进行洲际飞行时，这个网络能确保跟踪监视权在卫星之间传递。同时，中地轨道卫星可以在近地轨道卫星视野受限时，进行更长时间的稳定追踪。

    从这些技术要求不难看出，在未来的战争中，即便地球同步轨道上的卫星无法使用，美国太空部队仍然期望依靠其他轨道上的卫星实施导弹预警和拦截作战。这种分布在多层轨道上的分布式架构，旨在确保对手无法通过破坏一两颗卫星使美国的太空战能力彻底瘫痪。

    按照军事承包商的说法，未来的卫星预警系统能否“自我革命”，关键在于提供更便宜、更具弹性的技术方案。从现在开始，经过18个月的审查，美国太空部队将在每家承包商提供的3种设计方案中作出选择，然后启动下一阶段的研发。

    责任编辑：张昊天

综合编译 韦华明