志澄观察：美军太空作战能力的建设及其经验教训（上）

远望智库高级研究员   黄志澄

1. 引言

人类正在面临太空即将成为战场的严重威胁。特朗普政府自上台以来，在政治、军事、经济和科技等领域，强调将美国利益放在第一位，并对战略竞争进行全方位战略施压。这在太空领域的表现更为突出。为此，我们首先要分析特朗普政府公布的国家太空战略与组建太空军的决策，并重点分析了美军聚焦体系建设提升太空作战能力的建设和美军积极推进太空武器化的并把动向。当前，太空竞争日趋激烈，太空不稳定、不安全因素日益增多。太空正成为大国战略博弈的新焦点和军事能力角逐的新战场。为了知己知彼，我们必须进一步分析和吸取美国太空作战能力建设的经验与教训，提出相应的对策，才可能让我们在太空领域拥有战略主动。

2. 特朗普的国家太空战略与美国组建太空军

特朗普政府奉行将美国利益放在第一位的国家安全政策，国家太空战略则包含在特朗普的国家安全政策之内。特朗普政府的国家太空战略，将把美国的利益放在最重要和最优先的位置，确保该战略使美国变成一个强盛伟大且有竞争力的国家。

2017年12月，美国的 《国家安全战略》提出，美国必须维持在太空自由行动的领导地位，任何干扰或攻击美国太空资产并对其利益造成威胁的行为，将遭报复。2018年1月，美国《国防战略》要求优先发展弹性、重建和作战能力，以确保美军太空能力。2018年3月，美国《国家太空战略》提出，将推行整个政府层面的方法，以实现美国在太空领域的领先地位。该方法寻求与私营部门和盟友密切合作，并由四大要素组成：转变为更具弹性的太空体系结构，加快太空体系结构转型，以增强弹性、防御能力和受损后重建的能力；增强威慑和作战选项；增强自身及盟友的作战选项，以慑止潜在对手将冲突扩展到太空，并在威慑失败时，应对对手的恶意威胁；改进基础能力、结构和程序：通过改进态势感知、情报能力和采办程序来实现有效的太空作战；营造有利的国内和国际环境：简化监管框架、政策和程序，以更好地利用和支持美国商业产业，并追求双边和多边合作，以支持人类探索、促进责任分担并制定合作的威胁应对措施。

在公布这个战略的声明中还表示“该战略申明，任何对太空架构重要组成部分的有害干扰或攻击都将直接影响到这一重要利益，美国将自行选择时间、地点、方式和领域，予以审慎的回应”。

2018年美军参联会《太空作战条令》首次确立“太空联合作战区域”概念，详细介绍了太空联合作战的指挥、控制、计划和评估等。太空作战理论的发展，标志着美军太空力量运用日趋成熟，也集中体现了特朗普政府备战太空的新动向。 该作战条令强调，太空作战不仅包括将军事太空能力融入到联合作战之中，而且包括对抗对手的进攻性太空行动，以确保自身太空系统安全；将原太空作战任务所包含的“太空态势感知、太空力量增强、太空保障、太空控制、太空力量运用”五大领域，调整为“态势感知，太空控制，定位、导航与授时，情报、监视与侦察，卫星通信，环境监测，导弹预警，核爆探测，太空运输及卫星操作”等十大能力领域，进一步突出了太空联合作战深度融合的思想。

2019年2月19日，美国总统特朗普又签发4号太空政策令《建立美国太空军》，明确最初将在空军部内建立美国太空军，作为美国第六大军种，未来时机成熟后根据需要，在国防部成立独立的太空军部，并要求美国防部为此制定立法提案。无疑，美国组建太空军，是美国以大国博弈为目标的军事战略的重要组成部分。随着美国组建太空军，未来美国对太空对抗能力建设的投资将会大幅度增加，美军的太空资源将得到高效整合，太空作战也将纳入到美军的联合作战体系之中，并大大加强太空领域在美国国家安全的决策中的地位。

2019年3月1日，美国防部发布《美国太空军》战略概述，概述了太空军的作用、任务、职能、权限和组织结构，太空军建设五年计划，以及与其他军种或机构的关系等内容。文件提出的太空军的作用与任务如下：

   (1)根据适用的法律，包括国际法，保护所有负责任的行为者在太空和和平利用太空方面的国家利益；

(2)确保美国经济企业以及美国个人、伙伴和盟友，为美国国家安全目的而不受限制地利用太空；

(3)阻止侵略，保卫国家、让美国盟友和美国利益不受太空内外敌对行为的威胁；

(4)确保整合所需太空能力，并向所有美国作战指挥部提供相关能力；

(5)在太空、从太空和到太空投射军事力量，以支持我们国家的利益；

(6)发展、维护和提高关注太空领域国家安全需求的专业团体。

为此，太空军着力发展的任务包括：太空态势感知；卫星运行和太空部队的全球一体化的指挥控制；全球和战区的军事太空行动，以便支撑联合作战 (包括导弹预警) ；为陆、海、空、网络部队提供太空支持；太空运输及其太空运行；天基核爆炸探测；迅速和持续地开展太空攻防作战，以获得太空优势。

美国国防部建议在2020财年成立美国太空军，作为空军部领导之下与空军并立的军种。如果获得批准，空军部长将负责组织、培训和装备两个独立且各司其职的军种，即：美国太空军和美国空军。

3. 美国太空作战能力的建设

美军从未来战争为体系对抗出发，多年来聚焦体系建设提升太空作战能力。由于美国对太空军事任务的提法经常有所变动，我们仍按美军传统的提法，将其太空作战能力归纳为以下5个方面：

(1)太空力量增强能力

太空力量增强是指利用精确和高可靠的导航定位和定时（PNT）、可靠的高容量通信、太空和地球的环境监控、战略和战术导弹预警等使美国在空中、陆地、海洋和太空的联合作战的军事效能达到最大的能力。太空力量增强任务领域将支持联合作战，以提高美国军事力量的有效性。

现今，美军通信、指挥控制、导弹预警、核爆探测、天气和全球定位等各种功能的卫星系统，对美国国家安全至关重要。据统计，美军90%的军事通信与战略情报、100%的导航定位与气象信息等来自太空系统。另一方面，正由于美军对太空系统的强烈依赖，才使美军越发感到太空系统的脆弱性和易受攻击性。

   目前美军正在抓紧下一代军用卫星的研发。首颗第三代“全球定位系统”(GPS-3)卫星已经发射，它能够提供比前几代要精确3倍的信号、高8倍的抗干扰能力，且支持其发射的下一代“操作控制系统”，有望在2022年4月之前交付。美国正在大力发展“先进极高频军事通信卫星（AEHF）”星座、“受保护战术企业服务（PTES）”、增强型极地系统和宽带全球卫星系统，以加强卫星通信服务。在目标与环境监测方面，美军将利用商业技术，提升从太空收集所需数据的能力并使之多样化。

(2)太空态势感知能力

太空态势感知的本质是对影响太空活动所有因素的认知和分析，是太空攻防对抗的基础。美军认为：太空态势感知能力对太空对抗作战具有重要的支撑作用，对于美国的太空安全至关重要。其主要体现在:能够对各国卫星进行准确的认知；了解敌方军事体系，从而有针对性地确定体系对抗的途径和方式；提供敌方侦察卫星过境预报，以隐蔽美方的军事行动，削弱敌方侦察系统效能；对敌方反卫星武器进行预警与监视，对攻击效果进行评估；对太空碎片编目，为太空活动提供碰撞预报，保障航天器安全；判断航天器故障等。

有报道称，2020年前美国将投资60亿美元用于太空态势感知能力建设。美军的太空态势感知体系包括地基和天基两部分。

  地基部分主要有两个项目，即“太空篱笆（Space Fence）”和“太空监视望远镜（SST）”。“太空篱笆”指的是由多个地基相控阵雷达站构成的大型太空探测系统。美军第一代“太空篱笆”于1961年建造，由三个S波段的陆基雷达系统组成。由于系统老化、功能不足且耗资巨大， 已于2013年9月1日关闭。2014年初，美空军已与洛克希德·马丁公司，就第二代“太空篱笆”研制方案达成协定，预计在2020年建成。SST将由美国空军和国防高级研究计划局（DARPA）合作实施。不过这些地面设施，不仅受大气环境和太空环境的影响很大，而且其监视能力也存在空白。

图1 太空篱笆监视效果图

相对于地基系统来说，天基系统有明显的优势。天基系统能提供不受天气影响的、适应性较强的太空监视能力；并能对位于静地轨道上的高度关注的物体，进行更及时的重访；但造价比地基系统要昂贵。天基系统项目众多，主要有2002年即已启动的“天基太空监视卫星计划”（SBSS）以及正在实施的“地球同步轨道太空态势感知计划”（GSSAP）等。SBSS项目是建立一个位于630千米太阳同步轨道上的光学遥感卫星星座。SBSS为多颗天基监视卫星组成的星座系统，首颗卫星已于2010年9月26日发射成功。据称，SBSS系统将使美国对地球静止轨道卫星的跟踪能力提高50%；同时将使美国太空目标编目信息的更新周期，由现在的5天左右缩短到2天。按照计划，美将发射4-8颗SBSS卫星，实现每天对太空目标监视一次的目的。SBSS后继星预计2021年发射。GSSAP项目可帮助美国战略司令部（今后可能是太空司令部）收集大量人造轨道飞行物的数据。目前已发射了4颗，预计2020年前后GSSAP项目将再发射2颗卫星入轨。有报道称，GSSAP卫星曾多次秘密靠近俄罗斯和中国的军用和民用航天器，并对其进行检查。由此可知，美国的这些太空态势感知卫星，在战时可以很快转化成为在轨攻击卫星。

目前，美国太空态势感知体系每天可完成60000余次对太空目标观测，能对10 cm 以上的16000个在轨目标，进行探测、跟踪和分类，能够对外国侦察卫星过顶飞行进行预警，分析太空碎片，能对所有在轨工作卫星进行轨道预测和进行碰撞预警。

图2 “地球同步太空态势感知计划”（GSSAP）卫星

(3)太空控制能力

太空控制能力也称为太空对抗能力。“太空对抗”能力是指应用允许美军和友军开拓太空能力，而阻止敌方得到相同能力，以获得和维持太空优势的能力。太空对抗能力包括防御性太空对抗能力和进攻性太空对抗能力等两部分。

防御性太空对抗能力是力图阻止敌方攻击我方的太空能力，在敌方攻击时保护它们，并在它们受到攻击后，尽快恢复它们损失的能力。整个太空系统可分成3段，太空段、链路段和地面/海面段。美军将采用改进防御战术、技术的手段的方法，增强太空系统的生存能力和保卫它的太空能力，并确保未来美国空军的太空系统具有抗干扰能力，包括被动的和在航天器上的和不在航天器上的主动的方案。目前，美国空军在这方面的能力是重点发展重构技术和建立太空的弹性结构。对此，2018年版《太空作战条令》强调，采取防御性作战、重构及弹性等三类措施，减缓美太空作战面临的自然威胁和人为威胁，以实现“太空任务保证”。

2018年4 月。美国DARAP对军用低轨小卫星星座“黑杰克”（Blackjack）项目开始招标，以便在低轨构建一种全球性的高速主干网络。这种网络能够搭载高度联网、有弹性和持久性的军方有效载荷，提供无死角的传感、信号和通信能力。重点研发内容是如何利用商业化卫星平台，以及低成本、可更换的有效载荷，要求较短的设计周期并能够进行频繁的技术升级。

图3  美国DARAP的军用低轨小卫星星座“黑杰克”项目

进攻性太空对抗能力是力图破坏敌方完成太空军事任务的能力。美国发展进攻性太空对抗武器，主要经历了三个阶段：早期研制试验（1962－1975年）、研制机载反卫星导弹（1976－1990年）、研制定向能反卫星武器。正在研制的进攻性太空对抗武器包括激光反卫星武器（利用激光器使卫星传感器致盲），固定激光反卫星武器和机动激光反卫星武器（舰载、机载）；射频反卫星武器（通过射频发射机向卫星发射突发性的强无线电能量，使敌卫星电子设备失去工作能力），主要有高功率微波武器和超宽带武器；动能反卫星武器（利用动能杀伤飞行器，以高速直接碰撞对方在轨目标卫星）等，如美空军研究的实验型小卫星XSS－11，能够以高速机动能力撞击其它卫星。

图4 反卫星激光武器的设想

美国空军在近期和中期将部署初始的地基进攻性太空对抗能力，例如移动的“反通信系统”（CCS），反监视侦察系统，和不允许敌方使用导航信号的反导航系统。这些系统具有恢复对方卫星功能的能力。美国空军将继续从事对太空能力有不同程度的致命的和非致命的破坏效果的研究。如“反通信系统”利用电磁能的无线电频率，在不烧毁敌人卫星通信系统部件的情况下，可对敌方的卫星传输进行临时或可逆式的破坏。美军“反通信系统”项目，于2003年启动。可以推测美军应至少部署有13套。它将会继续得到大量投资，用于升级现有系统以及采购新的单元，不断增加其先进性和能力。

可以推测，美军未来的进攻性太空对抗系统是提供可以毁伤敌方太空能力的全谱的综合系统。

(4)太空支持能力

太空支持能力是指提供关键的发射和卫星控制的能力，以保障有效完成太空军事任务。在卫星运行方面，美军要使所有美国政府的太空资产能够按需执行任务，以支持在世界范围内的全谱军事行动。在发射运行方面，美国空军要致力于提供耐用的快速响应的运载器，以支持对时间敏感的军事行动，并发展在轨资产的重新布置、回收和服务的能力。为了在太空系统在宣布运行前对它进行评估，还要发展“力量发展评估”（FDE）的基础设施，并和制度化和一体化的模拟、仿真和分析（MS&A）结合起来，用于评估现在的和将出现的太空战略、学说、作战概念、战术和效果。为此，美军进行了一系列“施里弗”和“太空旗”太空战演习。

在快速进入太空方面，美军进行了多方面的努力。例如在上世纪90年代初，美军致力于发展采用超燃冲压发动机的“国家空天飞机”（NASP）计划。近年来，则在大力推进“实验性航天飞机”(XS-1)。2017年5月DARPA选定由波音公司来承担XS-1项目的研制工作。该飞行器被命名为“幻影快车”（Phantom Express）。它能够像火箭一样垂直起飞，加速到高超声速，在发射一次性使用的第二级进入轨道后，第一级将会返回地面着陆，并重复使用，这样使其成本从将降低到了500万美元，并达到第一级能在10天内飞行10次的目标。

图5波音公司正在研制的“幻影快车”

2019年4月， DARPA宣布举办旨在展示小卫星快速发射能力的一项有奖竞赛。一年后，矢量航天（Vector Space）公司、Vox航天公司和另一家公司获得了参赛资格。Vox航天公司是维珍轨道公司在美国注册的子公司。维珍轨道公司正在研制“运载器一号”空射系统。

(5)太空力量应用能力

太空力量应用能力是指从太空或通过太空的武器系统,完成非核的快速全球打打击地面目标任务的能力。

实际上，太空武器最具威慑作用的是太空对地精确打击。摧毁对方的一两个卫星，对方可以迅速补射，不会给对方造成致命性的破坏。太空对地精确打击武器可以打击对方的指挥控制中心、关键目标和对方的战略武器，甚至对方的反卫星武器，从而给对方以致命性的打击。因此，美国除继续发展太空对抗外，正在加紧发展太空对地打击能力。美国从20世纪90年代中期，就进行了太空作战飞行器（SOV）系统的任务分析和概念研究，研究结果确认太空力量应用是太空作战飞行器系统最重要的作战任务。最注目的非核打击能力可能来自由弹道导弹、空中发射系统、太空作战飞行器（SOV）、太空机动飞行器（SMV）发射的通用再入飞行器（CAV）。它们可以为美国的总统和国防部长，提供各种各样的太空力量方案。这些方案，在时间因素是绝对重要而采用其它方案的风险太大，或其它方案并不有效时，可提供威慑和相适应的响应。

2002年，DARPA提出了“兵力运用与从本土发射 (FALCON) ”计划，也称“猎鹰”计划。其远期目标是在2025年研制成功高超声速巡航飞行器（HCV），能在2小时内打击16700公里外的目标。HCV可带巡航导弹、小直径炸弹和CAV。在2010年左右，先发展低成本的快速响应的小型运载器（SLV），它可以带CAV，也可将小卫星发射到太阳同步轨道。在这个计划的资助下，SpaceX公司研制成功了“猎鹰”１号火箭。碍于国际舆论及国内政治压力，美国国会对“猎鹰”计划做出了调整，CAV的研制也相应转为HTV(高超声速技术飞行器)的研制。双锥形的HTV-1后被取消，但是扁平状的HTV-2飞行器进行了两次试验，均告失败。水平起降的HTV-3飞行器即“黑燕”（Blackswift）计划，也被取缔。

美国空军已经5次试验了无人军用航天飞机X-37B。实际上它就是上述太空机动飞行器（SMV）的试验样机。虽然它目前的有效载荷的质量有限，但在其基础上可以很快发展出一种可重复使用的多用途的天基武器平台，它可以作为侦察监视、反卫星和对地攻击的平台，当然也可以作为天基反导平台。

图6 X-37B在太空运行

志澄观察系列文章回顾