太空中的搏杀——反卫星技术简析

作者：兰顺正

首发自：《舰船知识》

在2月中旬，美国广播公司电视频道援引消息人士的话报道说，美国国会在一次秘密简报会上可能被告知俄罗斯所谓的“在太空部署核武器”计划用于对付卫星。对此，俄罗斯表示目前自己无意在太空部署核武器，这一消息是美方抛出来的假新闻，旨在推动国会共和党人批准向基辅提供军事援助。而该消息也让反卫星技术再次成为焦点。

“贴身短打”的共轨式反卫

反卫星技术是指用以攻击、破坏、干扰敌方卫星等航天器的空间技术。主要有共轨式反卫星技术、上升式动能杀伤器、定向能反卫星技术等。

共轨式反卫技术偏向于“近身格杀”。当前主要手段是使用反卫星卫星（又称拦截卫星），这是一种由运载器送入预定轨道后利用自身的爆炸或发射星载武器将目标航天器摧毁的太空武器。反卫星卫星主要由跟踪引导系统、飞行控制系统、动力系统、战斗部和星体等组成。它可以提前部署于外空，在需要时根据攻击对象选取进攻路线，控制系统控制卫星变轨，接近并袭击目标，使其完全或部分丧失工作能力。反卫星卫星主要有两类：一类是自杀式卫星，即卫星携带有战斗部，当接近目标卫星时由地面遥控或自动引爆的方式与目标同归于尽，或直接撞击目标。另一类是在卫星上装载反卫星导弹、定向能武器等，充当“太空歼灭者”的角色。

苏联对于反卫星卫星发展的较早，1961年成立的空间防御司令部就将反卫星列为主要任务，1963年开始研制地基共轨式反卫星拦截器，1968年10月开始飞行试验，1970年第一次实验成功“卫星歼灭者”系统，1978年宣布达到实战水平，可攻击轨道高度1000公里下的卫星，1979年开始战备执勤。到1982年6月共进行了20次截击试验，成功率60%。

虽然共轨式反卫也存在自身的缺点，如在外层空间卫星要改变自身运动状态只能消耗自身携带的推进剂，而卫星所携带的推进剂数量是有限的；同时受发射地域、目标和拦截器之间相对运动的条件限制，在空间攻击目标实施起来比较复杂。但是共轨反卫具有其他反卫手段所没有的优点，就是除了破坏和干扰以外，对他方航天器还可以采取其他多种处理办法，做到“精确反卫”。

在过去，像航天飞机就可以用机械手将对方的卫星拖入舱内带回地面，或直接在太空进行符合己方意愿的改造。由于这样的做法不会产生多余的太空碎片，所以在使用时限制就更少，更符合“太空清洁作战能力”的需求。另外，微小卫星技术的普及将为共轨式反卫增添助力。现代微小卫星具有研制周期短、建设成本低、系统投资少、抗毁能力强、设备更新快，可快速、机动、搭载发射、使用方式灵活等特点。而微小卫星同样具有变身“轨道杀手”的潜质，如在马斯克的星链计划中，其使用的微型卫星都带有离子电推进发动机，能够实时接收到来自地面的太空碎片监控情况。必要的时候，这些卫星能够自主进行最优规避轨道的在轨优化计算并实施变轨，以免被太空碎片击中。有分析指出，星链计划所采用的这种防撞技术，只需稍作修改，就能用来拦截敌方卫星或弹道导弹，因为如果卫星能够按最优轨道规避碎片，也就同时具备了按最优轨道拦截敌方航天器的能力。

发展成熟的上升式反卫

上升式反卫星技术指的是从低处发射，一般以直接撞击时的动能来产生破坏效果的反卫星武器，其威力大、一旦命中摧毁率高。上升式反卫星武器无需进入近地轨道，速度更低，可用较小的火箭发射，部署范围广，而且从发射到命中的作战全程时间一般只有几分钟，对太空中的中低轨道卫星构成了很大的威胁。

当代的外空反导技术与上升式反卫技术存在很多相通之处，而且相比于前者，后者的技术要求更低，因为卫星的轨道、高度以及过顶时间基本上是固定的，可以比较容易的测算出来。

现今的反导技术大都采用点对点的撞击。该技术的核心之一，是动能拦截器（KKV，kinetic kill vehicle）,KKV主要由引导头、计算机及电子设备、姿态/轨道控制设备和电源等组成。与用于拦截大气层内目标的拦截弹不同，KKV主要采用碰撞杀伤，原因在于拦截外空目标时，双方相对速度过高，达5~10千米/秒，目前的近炸引信技术难以在合适的时机精确起爆战斗部。同时KKV与目标碰撞时的质量至少为6~15千克，如此高的速度和质量碰撞时产生的能量可高达数亿焦耳，将会产生气化效应，形成几百万度甚至几千万度的高温高压等离子体，其瞬间的爆炸威力足以彻底摧毁现有的任何类型的目标，杀伤力强 。KKV有两种碰撞方式，一是直接碰撞方式，二是直接碰撞杀伤增强方式，直接碰撞杀伤增强方式是在制导精度满足不了直接碰撞的情况下，在拦截器上增设杀伤增强装置，如伞骨状钢条等，以增加撞击面积。冷战期间美苏研制的反卫星导弹，以及现役的弹道导弹中段、末段高层拦截弹大都采用KKV以确保拦截效果。

得益于反导技术的发展，现在上升式反卫技术在各大国已经趋于成熟，如美国在2008年进行了“燃烧冰霜”试验，在此次试验中美军用军舰发射“标准-3”导弹击毁了一颗高度为200公里左右，据称即将坠地造成污染的间谍卫星。

转瞬即达的定向能反卫

定向能反卫星技术是指将激光、微波、粒子束等能量集中起来定向发射以摧毁卫星的技术手段。其中，激光反卫是以高能激光束为介质，向目标卫星表面注入能量，从而使被照射点温度急剧上升发生熔融、汽化现象，最终产生破坏效果 。微波反卫技术指通过向目标发射高功率的微波，以干扰卫星电子设备的正常运行或使其电子元件发生短路而被破坏。粒子束武器的原理是采用加速器将粒子源产生的有细微质量的粒子加速到近光速，同时用磁场的约束作用将高速粒子凝聚成密集的束流使其“撞”向目标，使目标材料受损。定向能武器拥有速度快、反应灵活、重复使用代价低、功率可调便于控制破坏程度等优点。

美国在“星球大战”计划中已经设想用激光武器充当负责拦截敌方弹道导弹的主力。20世纪70年代初，美国海军就开始针对舰载高能激光武器进行研究。1977年，美国海军开始研制中波红外高级化学激光武器，其中的主要部件包括氟化氘中红外化学激光武器和“海石”光束定向仪。在1987至1989年间，美军在白沙激光武器试验靶场进行了一系列激光武器打靶试验，其中包括摧毁一枚飞行中的“旺达尔人”导弹试验。现如今美国激光武器技术已获得长足的进展，其激光武器已经在军舰上服役。

前苏联从60年代开始研究激光和粒子束反卫星武器，部署平台有地基、空基（机载）和天基，其中地基反卫星激光器进展较大。20世纪70年代中期，前苏联的地基反卫星激光器开始进行试验。1975年10月18日，在莫斯科以南50千米处，前苏联连续5次用氟化氢激光器照射了两颗飞临西伯利亚上空的美国用以监视洲际弹道导弹发射井的早期预警卫星，使其红外传感器饱和（即暂时失效）达4小时之支久。同年11月17、18日两天，又照射了美国空军的另外两颗卫星。试验表明，其地基反卫星激光生器已开始向实战能力发展。据统计80年代末至90年代初苏联进行了18次反卫星激光武器试验，其中11次获得成功。

2016年，俄罗斯证实其已经重启前苏联机载激光武器计划（1981年苏联激光武器空中试验平台A-60首飞成功），据悉俄罗斯正在改装A-60以装备新一代激光武器，用于摧毁包括近地轨道卫星在内的多种作战目标。俄还计划在改装的米格-31歼击机上进行激光武器发射试验，主要用于对敌方卫星等太空战略资产实施攻击。2018年12月1日，俄罗斯“佩列斯韦特”战略激光武器在俄军投入试验性战斗值班，该激光武器据称具备低轨反卫能力。

而此次美国提到的在太空引爆核武器同样能够破坏卫星，并且范围巨大，这一现象于1962年开始受到各界重视。当年的7月9日美国在距离夏威夷约1450公里的约翰斯顿环礁发射了雷神运载火箭，火箭在飞行高度超过1100公里后落下，最后在距离地面上空400公里处引爆了1.45兆吨的核弹头——“海星一号”。

由于太空没有重力、没有空气，所以“海星一号”在爆炸时没有产生蘑菇云和冲击波，却出现了一个在各个方向上大致相同扩展的辐射气泡，高能伽马射线向四周爆发，轻量级电子沿着地球的磁力线快速流动，并掉落到高层大气中，在大约50-100公里的高度，它们被地球大气中的原子和分子所阻挡，这些原子和分子吸收电子的能量并通过发光做出反应，从而形成了在数千公里外都能看到的巨大人造极光。同时，核爆让这些高电荷的电子经历了惊人的加速，为此产生了一个扩展了1000多公里、短暂但极为强大的磁场，即EMP（电磁脉冲），影响了数百公里外地球上的电流，导致整个夏威夷电力系统瘫痪，路灯、电话、导航和雷达系统全部失灵。

另外除了瞬时产生的破坏外，核爆产生的很多电子并没有掉入地球的大气层，而是在太空中徘徊了数月之久，被地球的磁场所困住，从而在地球表面上方形成了一条人造辐射带，最后破坏了6颗卫星并让其他一些卫星出现故障。

现在的普遍共识是，太空核武器反卫介于上升式反卫与共轨式反卫之间，既可以指用运载火箭将核弹头送入太空后立刻引爆，也可以指将核弹头安装到卫星等航天器上，使其长期部署于轨道，需要的时候再引爆。