2月4日晚间,中国国防部宣布在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到了预期目的。国防部同时表示,这一试验是防御性的,不针对任何国家。
这是我国第5次对外公布宣称进行陆基中段反导拦截技术试验,此前四次是2010年1月11日,2013年1月27日,2014年7月23日以及2018年2月6日。
弹道导弹防御系统(简称反导系统)是美国战略威慑的组成部分,“天基杀伤评估”(SKA)系统是反导系统实战化的重要支撑,主要利用天基传感器获取导弹拦截状态,并对拦截效果进行评估,并为后续拦截提供支持。但由于保密等原因,该系统部分细节于2019年初才陆续公布。
2020年2月10日,美军国防预算支持7405亿美元,其中0.66亿美元用于支持SKA项目。本文根据已有的公开信息,通过研究SKA系统的组成和原理,提出SKA系统的关键技术和未来发展趋势。
一、卫星分配技术
SKA星座是一个庞大的卫星传感器网络,由于传感器均为被动传感器,无法实现目标的跟踪,所以只能由反导系统为其提供预先信息,实现SKA卫星的分配。由于导弹拦截可分为助推段拦截、主动段拦截、被动段拦截、末段拦截4个阶段,这4个阶段的导弹位置差别巨大,这对SKA卫星分配提出了很大的挑战。反导系统的指挥控制系统首先要计算来袭导弹弹道,分配拦截兵力,然后预测拦截位置,据此合理规划能最有效获取拦截信息的SKA卫星。
二、高性能传感器技术
SKA系统信息来源主要为光谱传感器和偏振传感器采集的拦截过程中产生的超高速碎片、等离子体等。SKA可敏感两个波段的红外信号,也称为双色探测器。此类传感器已经在气象、遥感等领域得到应用,在反导系统中的应用难度主要体现在短时间(lms或更短时间内达到峰值)、高能量(100MJ ̄2GJ)、密度大的特点,这就要求传感器必须具备高速计算、准确定位能力。
传感器不仅要能感知拦截信息,还要对信息进行处理给出评估结果,这就要求传感器系统必须具备计算能力,也就是必须有计算机设备用于评估拦截效果。由于导弹拦截对时间要求极其苛刻,所以对传感器、计算机的计算能力要求很高。
三、杀伤效果精确评估技术
SKA系统杀伤效果评估主要依赖于3个数据库。目前,在SKA试验阶段主要采取已知拦截弹和目标的拦截数据。但是在实战条件下’由于目标难以与数据库相匹配,拦截效果数据也难以与实际完全一致,所以这3个数据库难以达到精确评估要求,尤其是目标数据库难以完善,这给SKA精确评估带来很大困难。目前,美国研发了RISK模型导弹及其他武器系统用于对再入段飞行器拦截效果进行评估。该模型的运行需要大量数据、材料碎裂模型等做支撑,模型虽然建立了,但是模型的准确性、评估结果的可靠性需要进一步验证确认才能用于实战。
四、“天基杀伤评估”系统
对美军的影响由于前期反导系统预警雷达网仅能识别与真实弹头雷达散射截面积(RCS)相差较大的诱馆,而无法识别与弹头RCS相差较小的物体,所以在2001年、2006年及2010年的几次导弹拦截试验中,出现了无法确认是否有效拦截的问题。为此,美军于2014年提出建设杀伤评估系统的需求,并于同年4月启动了SKA项目。2019年6月,SKA系统22套传感器部署完毕,并参与了美军洲际弹道导弹齐射拦截试验。SKA系统对美军的战略作用非常显著。
(1)降低拦截成本,提高拦截效率。导弹拦截是一项复杂的系统工程,且导弹拦截一般发生在大气层以外,单凭地面雷达无法判断拦截效果,而拦截效果对于反导系统的后续作战方案有直接影响。如果能准确评估拦截效果,就可以用最小的代价完成拦截任务,这将大大降低拦截成本,提高拦截效率,这无疑对攻击方是一种战略威慑。
(2)军民协同创新,降低研发成本,加快研发速度。到目前为止,SKA系统的研发费用约为1.2亿美元,加上2021年的0.66亿美元的预算,总经费约1.86亿美元,就已经实现了在轨运行。SKA系统传感器采用商用“铱”星为寄宿平台,多家商业公司参与发射,加快了研发速度,节省了研发成本。
(3)潜在军事应用价值巨大。SKA系统以“铱”星座为依托,包含了6条轨道66颗卫星,每颗卫星至少携带一组传感器,这些传感器组成了一个全球全时全域的监视网络,不仅可以为反导系统提供拦截效果评估信息,而且可以为美军提供全球范围内的飞行器飞行轨迹信息,这对于未来的空天一体化战争具有极大的军事作用。
(保留所有权利,转载请注明作者和“制度开门”。资料来源:刘丙杰等:美军“天基杀伤评估”系统发展现状,中国航空,2020年第7期)
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