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美国备战太空的战略动向

2018-03-31 王强(安徽) 光纤通信论坛

杨乐平

国防科技大学太空安全战略研究中心教授

远望智库特约研究员

       最近一个多月,太空军事话题在美国成为热点。3月13日,美国总统特朗普公开表示:“太空是与陆、海、空一样的战场,美国有空军,也将有天军”。2月26日,美空军参谋长戴维·戈德费恩在空军协会大会上声称,“太空战打响就是几年的事”。2月28日,国际战略研究中心邀请国会议员、军方高官和智库专家举办太空安全论坛,探讨太空军事发展问题。3月14日,论坛主持人、著名太空安全专家、国际战略研究中心太空安全和国防预算分析项目主任托德.哈里森到众议院武装部队委员会作证,进一步谈到了美国备战太空需要关注的一些重大问题。


1战略背景

过去三十年来,太空领域发生了巨大变化,但太空安全并非新问题,实际上,太空从一开始就是充满对抗的领域。最早的反卫星武器试验发生在1959年,整个冷战期间,美国和苏联研制并试验了各种反卫星武器。幸亏这些武器并未在危机中实际应用,但威胁始终存在。

冷战期间,太空系统主要用于支持核力量,因此太空系统被置于核威慑的保护之下。但今天,美国的太空系统全方位用于各种冲突,从维和、反恐行动到与势均力敌对手之间的高端战争,太空优势赋予美军全球到达、全球打击的能力,但太空威慑战略反而不如冷战期间清晰。

哈里森认为,美国应对全谱冲突高度依赖太空系统,由此带来了难以克服的脆弱性,一旦太空爆发冲突或冲突扩展到太空,对任何方都不会有好结果。因此,美国首要重点是慑止太空冲突,其中澄清太空冲突升级门槛、增强太空创新能力与速度、改进太空政策沟通是当前三个重点任务,对增强美国的太空威慑与备战十分重要。


2澄清太空冲突升级门槛

   首先,哈里森结合参与太空危机模拟与兵棋推演的经验,认为太空冲突升级门槛往往是模糊的,在低强度太空冲突中更是如此,美国需要更清楚地理解和阐明太空冲突升级门槛,向对手亮明美国对太空冲突的底线。太空与其他领域一样,判定冲突升级门槛依赖于更广泛的冲突背景,每一方对己方和对方设定的门槛都有不同的理解。太空领域的特殊之处在于,没有太多的历史经验供借鉴或存在普遍接受的行为准则,这加剧了问题的复杂性。

对太空系统的攻击方式往往难以探测、追踪和查证,比如对太空系统的干扰攻击是暂时的、可恢复的,使用激光致盲卫星传感器的行动是不可见的,包括对太空系统天地链路或地面站的网络攻击等行动也都难以及溯源和查证。如果不能找到攻击源头的事实或确认产生了恶意效果,那么几乎不可能阻止攻击,这也是划定太空冲突升级门槛最不确定之处。

哈里森认为,太空冲突门槛的模糊性和缺乏共同理解会产生误判,比如对手认为其行为并不足以触发美国强有力的军事反应,而事实上美国认为这些行动已经越过了“底线”。为了防止双方误判带来严重后果,美国更应澄清太空冲突升级门槛,避免对手有机可乘。


3增强太空创新能力与速度

   发展先进和创新的太空能力是太空威慑与备战的第二个重点。哈里森提出,当前商业航天蓬勃发展,许多商业航天公司正在做一些传统上专属政府的事务,太空领域正变得越来越透明,这对美国的太空安全是一个积极的发展,因为美国处于商业航天革命的中心。美国军方面临的挑战是如何推进和利用商业航天发展,以便更多更好地利用商业航天公司提供的技术、系统和服务。为此,哈里森建议在空军组建一支由军地双方专业人员构成的太空采办团队,采取与空军其他采办队伍不同的灵活政策与管理,以充分利用更专业的培训,更深的技术理解和更多的相关任职经历。

创新速度是一个首要问题,而影响创新速度的不仅仅是装备采办决策过程的快慢,预算编制与执行过程的快慢也是一个主要问题。按照美国军方现行的经费预算与执行程序,一个创新想法从提出到申请到足够经费签订合同一般需要两年时间,这么长的时间,商业航天公司也许已经发展出了新一代的技术。创新不仅仅是要拥有伟大的想法和新的技术,它还意味着当机会来临时必须及时把握。

为了克服现有军费预算执行体制的局限,哈里森建议国会设立类似于周转基金的专门帐户,以支持太空领域超前需求的创新研究,国会每年预算安排一定经费来补充该帐户资本,或从其他账户未确定用途的经费转入。当然这种方法并不适合主要的国防采办项目,但对小规模样机和快速响应项目将极有价值。


4改进太空政策沟通

   有效政策沟通是实施威慑和管控危机能力的重要组成部分,改进围绕太空冲突门槛和能力的政策沟通是需要关注的第三个重点。太空领域正变得越来越透明,过去一些保密的太空能力和行动现今不再是秘密,保密对威慑对手并无多大作用,反而让盟友和伙伴猜疑。虽然太空军事某些方面必须保密才能有效,但美国军方和情报界往往将保密泛化,实际上已成为一个必须解决的系统性和和深层次文化问题。

哈里森认为,过分保密阻碍了美国军方与国际合作伙伴和商业航天公司的合作,保密问题甚至使得美国难以与最亲密的盟国讨论太空冲突门槛。对太空活动而言,过分保密相当于一种额外开销,增加了所做每一件事的复杂性和时间,适当降密或解密反而有助于太空威慑与备战。

哈里森还提到,美军方已在利用商业卫星运营商提供的卫星遥感和通信服务,未来对手可能攻击这些商业系统,一方面展现太空对抗意图与信号,另一方面又认为此类行动不至于跨越太空军事冲突门槛。如果不清楚美国政府如何应对这种情况,商业卫星运营商可能不愿意承担在危机发生时与政府做生意的风险。哈里森提议国会考虑为商业卫星运营商提供赔偿方案,以补偿其因卫星遭攻击而承受的损失,以换取这些公司在危机中优先考虑服务美国政府。

5启示

   上述证词透露了美国正在密切关注太空威慑与备战问题,并将澄清太空冲突门槛,增强太空创新能力与速度,加强太空政策沟通作为近期三大重点任务,并为此提出了了加强太空态势感知能力建设、改革太空装备采办管理、改变根深蒂固的太空保密文化,设立加速太空领域创新的经费渠道,建立对商业卫星运营商受损赔偿方案等针对性建议。种种迹象表明:美国正在为太空冲突与战争进行全方位准备,有可能改变全球太空领域战略稳定,对此我们必须保持高度警惕。


天宫一号,收到请回答!我们会永远记住你!


据中国载人航天工程办公室发布

2018年3月30日

天宫一号运行在

平均高度约189.5公里的轨道上


图表:天宫一号发射:天宫一号发射成功 新华社记者 高微 编制


预计北京时间

今天到4月2日之间

再入大气层烧毁


 

不知天上宫阙

今夕是何年


夸父逐日、嫦娥奔月、女娲补天.....


这是神舟六号任务航天员拍摄的画面。


这些千古相传的神话故事

记载着中国人天马行空般的想象力

也见证着国人

对神秘而又浩瀚的太空

无尽的向往


2017年7月26日“中国梦·航天梦——首届中国航天员飞天摄影作品展”在京举行。在北京天文馆,一名小朋友在摄影展上参观。新华社记者 王化娟 摄


1961年

前苏联将人类历史上

第一位宇航员送入太空

十年之后

世界上首个载人空间站

“礼炮1号”发射


1961年4月12日,原苏联宇航员加加林驾驶“东方”一号宇宙飞船首次进入太空,揭开了人类探索宇宙的新篇章。这是加加林在宇宙飞船起飞前乘坐汽车前往宇宙飞船发射基地。 新华社发


梦想的壮美

和现实差距

时刻激励着中国航天人


2011年11月8日,技术人员在太原卫星发射中心某光学点号模拟卫星监控程序。新华社记者 刘彬 摄


他们殚精竭虑、奋起直追

许多人用尽毕生心血

只是为了看到

中国人太空梦实现的那一天


这是垂直组装厂房里的神舟九号船箭塔组合体。新华社记者王建民摄


50多年的光景过去

苏轼所呼唤的那个“宫阙”

印着鲜艳的五星红旗

骄傲地飞翔在浩瀚的太空

这就是天宫一号


新华社图表,天宫一号/神舟八号交会对接任务全过程。新华社记者 崔莹 高微 编制


它是中国第一个目标飞行器

由实验舱和资源舱构成

它的发射标志着中国

拥有了自己的空间实验室

也拥有了浩瀚宇宙中

第一个“中国之家”


2012年6月18日,神九航天员景海鹏、刘旺、刘洋全部进入天宫一号实验舱内(视频截图)。新华社发


2010年10月

中国宣布正式启动

实施中国载人空间站工程

计划在2020年前后将建成

规模较大、长期有人参与的

国家级太空实验室


2014年5月17日,一名小朋友在南京科技馆广场参观天宫一号、神舟九号载人交会对接模型。当日,2014年全国科技活动周暨南京市第26届科普宣传周在南京科技馆拉开帷幕,众多小朋友随家长赶赴“科技大集”,学习科学知识。


天宫一号还未腾飞

就吸引了全世界的目光


天宫一号发射前,2011年9月20日11时38分,发射塔架开始关闭,等到发射前40分钟才能打开。新华社记者秦宪安摄


2011年9月29日,北京飞控中心工作人员在做准备工作。天宫一号发射在即,北京航天飞行控制中心各项工作准备就绪。新华社记者 王永卓 摄


巨龙

终究迎来了腾飞的那天

2011年9月29日

伴随着大地的轰隆声

长征二号F运载火箭搭载着天宫一号

冲入太空


2011年9月29日,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭将天宫一号目标飞行器发射升空。新华社记者 王建民 摄


实施空间交会对接任务

突破和掌握交会对接技术

是建设载人空间站的基础和前提


天宫一号刚升空不久

就迎来了它的第一次挑战


2011年11月1日5时58分,神舟八号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。新华社记者李刚 摄


2011年11月1日

神舟八号从酒泉卫星发射中心起程

踏上与天宫一号的“赴约之旅”

留下了浪漫的“太空之吻”


2011年11月3日凌晨,在酒泉卫星发射中心指控大厅,技术人员通过大屏幕观看天宫与神八对接全程。


经过两天的追逐和5次变轨

神舟八号在2011年11月3日凌晨

与天宫一号成功实施

我国首次空间交会对接


2011年11月3日凌晨,天宫一号与神舟八号陆续进行接触、捕获、锁紧等一系列动作。这是11月3日在北京航天飞行控制中心拍摄的天宫/神八交会对接示意图。新华社记者王永卓 摄


这标志着我国

成功掌握了交会对接技术

外太空的“中国小家”

即将迎来它的第一位人类访客


2012年6月16日18时37分,神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。新华社记者 李刚 摄


历史永远记得

2012年6月

神舟九号飞船的蓬勃升空

记得航天员景海鹏、刘旺、刘洋

出征时国旗前的敬礼

那是誓言

也是决心


2012年6月15日,首次载人交会对接任务航天员景海鹏(中)、刘旺(右)和刘洋与记者见面。飞行乘组由男航天员景海鹏、刘旺和女航天员刘洋组成。新华社记者 李刚 摄


历史永远记得

首次手控交会对接

刘旺以不到7分钟

误差仅18毫米的中国精度

赢得世界喝彩

……


2012年6月24日,神舟九号飞船与天宫一号手控对接成功。2012年6月24日拍摄的北京航天飞控中心大屏幕显示,神舟九号与天宫一号再次形成组合体,首次手控交会对接成功,三位航天员举手庆贺。新华社记者王永卓摄


历史永远记得

2013年6月11日 

神舟十号发射升空

那堂“太空授课”

拉近了许多人与太空的距离

那是神舟和浩瀚星辰

给予我们最好的礼物


2013年6月10日,天宫一号与神舟十号载人飞行任务航天员同记者见面,6月10日,航天员聂海胜(中)、张晓光(右)和王亚平出席见面会。


2013年6月11日,神舟十号飞船发射升空。新华社发(李培斌 摄)


2013年6月20日10时许,我国首次太空授课开始。神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验,展示失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。这是航天员王亚平在演示太空陀螺运动。新华社记者王永卓摄


这是授课结束时,三名航天员向大家挥手再见。


短短几年间

我国已成为世界上第三个

独立掌握载人天地往返技术

独立掌握空间出舱技术

独立自主掌握交会对接技术的国家


2013年11月9日,两名小参观者在观看长征系列运载火箭模型。


在这个过程中

天宫一号起到了不可磨灭的作用

中国人拥有自己的空间站

指日可待


图表:中国空间站构想图。新华社记者 马研 卢哲 编制


新华社通稿

这样描述天宫一号的一生


 


天宫一号于2011年9月29日发射升空

先后与神舟八号、九号、十号飞船进行6次交会对接

完成了各项既定任务

为中国载人航天发展作出了重大贡献


2016年3月16日

天宫一号正式终止数据服务

全面完成了历史使命

进入轨道衰减期



天宫一号取得的荣誉

属于全体航天人

他们一丝不苟、分秒必争

用辛勤的汗水和顽强的拼搏

努力实现着

中华民族的太空梦


2011年11月8日,一名技术人员在太原卫星发射中心某光学点号光学设备前全神贯注地工作。新华社记者 刘彬 摄


再次望向天际

请记住天宫一号

也是记住了

中国航天不断进步的历史


2011年10月5日,“天宫一号”过境北京的美丽瞬间。新华社发(朱进摄)


记住那个


 

特别能吃苦

特别能战斗

特别能攻关

特别能奉献




的载人航天精神

2011年9月29日,天津青少年活动中心的小学员在展示自制航天器模型。新华社发(刘东岳 摄)

天宫一号

收到请回答!

天宫一号

谢谢!


延伸阅读

1


天宫一号姿态稳定,形态未发生异常


△资料图/在张晓光的协助下,聂海胜顺利开启并进入天宫一号舱门


实际上,天宫一号失控的说法毫无依据,中国载人航天工程办公室至今仍定期发布其轨道状态。


最近一期公告显示,


2017年12月17日至24日,天宫一号运行在平均高度约286.5公里的轨道上(近地点高度约272.6公里、远地点高度约300.4公里、倾角约42.85度),姿态稳定,形态未发生异常。


△图/新华社


天宫一号是我国首个目标飞行器,于2011年9月29日发射升空,曾先后与神舟八号、九号、十号飞船交会对接。2016年3月16日,天宫一号全面完成使命,正式终止数据服务。


2


退役大型航天器将受控坠落在“航天器坟场”


航天专家庞之浩说,运行在近地轨道的大型航天器退役后,国际通行的做法是让其受控坠落到南太平洋一处远离大陆的深海区,那里被称为“航天器坟场”。


俄罗斯的和平号空间站、进步号系列飞船,美国的康普顿伽马射线望远镜等都落在那儿。


△近地轨道航天器与太空垃圾示意图


3


我国在控制航天器坠落上经验丰富


让大型航天器受控坠落是门技术活,与返回式卫星或飞船再入大气有同有异。


对此我国已有丰富经验。


据了解,除了多次控制神舟飞船和返回式卫星精准返回,2014年11月1日,我国探月工程三期再入返回飞行试验器以第二宇宙速度从月球轨道返回,通过在大气层表面“打水漂”的方式减速,最终落在内蒙古预定位置。


在受控坠落方面:


我国于2009年远隔40万公里,控制嫦娥一号卫星撞击月球“丰富海”地区。


2017年9月,我国又控制天舟一号飞船离轨,经过两次制动进入大气层烧毁,残骸坠入“航天器坟场”。 


4


天宫一号将在大气层实现充分燃烧


△深圳航展图/视觉中国


庞之浩介绍,


受控坠落时,首先要在合适的位置、角度、姿态下,向航天器发出制动指令,让其产生适当的制动力,以离开当前轨道,进入坠向落区的轨道。


各方面都需要精心计算。

 

2001年,“身患重病”的和平号空间站在进步号飞船的协助下离轨坠落,成为国际经典案例。如果以天宫一号为例,受控坠落时则先要调个头,变成“倒退”状态,让原本朝后的推进器向前点火,通过反推实现制动离轨。


进入大气层后,地面还需要对航天器的姿态进行控制。与返回式飞船不同的是,受控坠落航天器要保持阻力最大的姿态,以尽量在大气层中燃烧。


据了解,天宫一号重约8.5吨,与20吨级的和平号空间站、“礼炮”系列空间站等相比,体量小很多,只要燃烧充分,不会留下太多残骸。


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