漫谈地基动能反卫导弹技术

卫星在当今我们的生活中已经不可或缺，同时，军用卫星在军事领域也发挥着重要作用，已经成为决定战争胜利的关键，因此反卫星能力也成为衡量一个国家军事能力的重要方面。

反卫武器有哪监?

在近50年的发展历程中，世界许多国家根据各自情况已经发展了多种反卫手段，除了早期的核爆拦截以外，还有动能撞击硬杀伤，激光、微波、粒子束等定向能软杀伤，以及喷涂化学物质等其他非致命杀伤等。除使用反卫星武器攻击卫星之外，还可采用其他手段干扰与破坏卫星的正常工作：例如，在敌方卫星的轨道上释放金属碎片与颗粒、气溶胶等干扰物破坏其工作；对航天器的电子系统实施无线电干扰；通过机动航天器接近与捕捉或遮挡敌方卫星等。

从当前情况来看，最可行而且发展最快的是动能反卫星武器。它依靠高速动能，通过直接碰撞的方式像子弹击中目标一样摧毁卫星。按发射方式的不同，它又分为共轨式和直接上升式两种。共轨式反卫星武器是利用助推火箭将武器发射到与目标轨道相同的轨道上，然后以较低速度接近目标，并通过爆炸或直接撞击来摧毁目标。这种方式实际是向敌人卫星的轨道上发射一颗“杀手卫星”，这对卫星的入轨、变轨等航天器的飞行测控技术要求较高。而这正是苏联／俄罗斯的拿手好戏，因此苏联／俄罗斯在共轨式反卫星武器技术方面无人能及。直接上升式反卫星武器利用助推火箭将武器直接发射到目标附近，通过引爆或直接撞击来摧毁目标。简单地说就是从空中或地面发射导弹直接击中轨道上运行的卫星。这对导弹的精确控制和拦截器的精确识别要求较高，类似导弹防御中的弹道导弹拦截，而美国在这方面的技术较为成熟。

目前这两种反卫方式都已经过实际试验，均取得了良好记录，甚至有些武器曾进入实战部署。由于后来出现《反导条约》，以及和平利用太空的一系列国家条约和倡议，美、俄等国家都封存或搁置了反卫星武器，但又都以民用或其他方式不断发展此类技术或实际部署类似武器。在这种情况下，性质比较模糊的地基动能反卫武器发展迅速。

地基反卫导弹的工作过程

地球人造卫星基本分布在近至150千米的低地轨道，远至36000千米的地球同步轨道。例如，通信卫星一般就运行在地球静止轨道上，只需三四颗就能覆盖全球。CPS卫星在距地表20200千米处。而气象卫星要拍摄较清晰的气象云图，在1000千米左右的高空。军事侦察卫星一般低于这一高度，而且为获得更清楚的影像，就要变轨机动到更近的轨道上，有时甚至只有200千米左右，即所谓的低地轨道。例如，美国著名的“锁眼”系列侦察卫星的运行轨道高度从200千米到800千米不等。这时卫星的速度高达7.5千米／秒，就拦截过程而言，其难度不亚于拦截一枚导弹弹头。只是卫星的轨道是可以长时间预测的，而弹头要在很短的时间内测算。大体上说，拦截一颗卫星需要以下几个环节。

搜索目标卫星　搜索目标卫星的难度并不大，因为许多国家和民间组织在和平时期就长时间地监视、跟踪地球卫星，并将观测结果和计算软件在互联网上公布。一些天文爱好者用简单的天文器材也能实现对卫星的跟踪。例如，日本2003年3月发射间谍卫星后不到一个月，芬兰和加拿大天文爱好者就观测到了这两颗卫星，并将它们的运行规律和轨道在互联网上公开。一些业余天文爱好者甚至将其作为了练习星象观测的实验对象。而日本科学家也不甘示弱，公布了美国在东南亚上空的一颗电子侦察卫星数据。实际上，美国空军也定期公布地球周围的卫星、卫星碎片和其他太空垃圾的目录，只是对自己的卫星秘而不宣。除了一些采取专门“隐身”技术的卫星，稍有天文基础的国家或组织要跟踪轨道上的卫星并不是太难的事情。

发射反卫星导弹　地基发射的反卫星导弹是一种红外寻的拦截导弹，由数级火箭和弹头组成。弹头上装有长波红外探测器、数据处理机和碰撞式杀伤战斗部。火箭发动机采用双组元推进剂，推力可控。由于反卫导弹既不需要像航天运载火箭那样需要足够的富余推力将卫星送入轨道，也不需要像地地导弹那样要有足够大的弹头，因此一般中近程的弹道导弹就可以改装成反卫星导弹。只是根据推力不同，拦截卫星的高度也不同。从推力计算，以一定倾角发射的单级导弹所到达的最大高度大致是其最大射程的三分之一到二分之一。用于军事用途的侦察、气象卫星一般都在1000千米高度以内，因此射程2000千米的中程导弹就可以改造为足以拦截大部分军用卫星的反导导弹了。一般来说，如果把远程弹道导弹的弹头更换为动能拦截器(KKV)，可构成高层动能空间武器，能够攻击轨道高度为8000千米左右的目标；若把中程弹道导弹的弹头更换为动能拦截器(KKV)，可构成低层动能空间武器，攻击轨道高度2000千米左右的目标。

此外，将发射高度作为追求目标的探空火箭也可改造成反卫导弹。

跟踪锁定目标卫星　在反卫导弹将拦截弹头送到足够高度后，只要与目标偏差不是很大(一般在100米左右)，弹头就可以自主或按照指令接近卫星实施碰撞或爆破。在末制导方式上，美国的ASM-135反卫星导弹采用的是红外导引头，苏联一般采用雷达和光学制导方式。从效率上看，红外导引头方式较高，因为拦截弹头从地球方向接近卫星时，卫星自身发出的热在暗冷的太空背景中非常明显。但这要避免背景为太阳的时刻发射，这就如同微弱的烟头在阳光明媚的中午并不起眼、而在晚上就非常引人注目一样。目前，国外反卫导弹弹头上的长波红外探测器可在外层空间探测到1600千米以外的具有人体温度的物体。

在锁定目标后，弹头就要向卫星机动。太空中没有空气，因此其机动与大气层内的气动机动明显不同。大气层外弹头的推力矢量控制一般采用反推控制方式，近年来这一技术随着太空技术和反导技术的发展而逐步成熟。美国“爱国者”3导弹的增程拦截器(ERINT)中部就装有180台微型固体火箭发动机。俄罗斯在2004年战略演习中试验的高速机动弹头也采用了类似技术。

摧毁卫星　对卫星的摧毁一般采用碰撞杀伤或爆破破片杀伤两种方式。在碰撞杀伤方式中，战斗部要在和目标相撞前几秒钟打开，形成外径为4～5米的伞状结构。其伞状骨架由数十根轻合金条组成，条上带有钢板，以增加碰撞功能。所谓爆破破片杀伤是选用大面积杀伤弹头，这是目前大多数防空导弹弹头杀伤模式。由于拦截弹头和卫星交汇的相对速度非常高，加上爆破产生的高速，因此碎片即使非常小，也可以破坏防护性较差的卫星。目前只有国际空间站装有防护

太空垃圾和碎片的装置，但也只能防护直径1厘米的物体的碰撞。

地基动能反卫的优势

在形式多样的反卫星方式中，地基动能反卫武器为何一枝独秀，发展迅速呢?这主要是由于它与其他类型的反卫星武器相比，有以下几个方面的独特优势。

技术门坎低　从前面的论述中可以看出，地基动能反卫导弹实际就是利用运载火箭或导弹改造的直接上升式反卫星武器。由于弹头采用碰撞或爆炸方式，因此火箭的有效载荷不必很大，现有的中程导弹在减小载荷后基本都可以达到拦截卫星的高度，世界上达到这一技术水平的国家包括朝鲜、伊朗等，不在少数。

与俄罗斯擅长的共轨式“杀手卫星”不同，地基动能反卫导弹直接杀伤在轨卫星，因此不需要运载火箭有足够大的推力将拦截器(杀手卫星)送入轨道，并进行技术复杂的测控。与空基动能反卫手段相比，其拦截不依托空基力量，也回避了更复杂的空中大型导弹的发射。而与激光、粒子束等新概念武器相比，地基动能反卫又现实得多，可以用现有技术转换而来。

反应速度快　从作战角度来看，地基动能反卫导弹作战反应速度更快。地基动能反卫导弹在目标卫星临空过顶时，随时可以发动攻击，而空基反卫导弹需要经过飞机起飞，飞行到适当高度，调整发射方向，跃升发射攻击等一系列环节。用共轨式卫星攻击卫星时，在发射杀手卫星后，需要将其调整进入目标轨道，然后接近卫星引爆。总体上来看，共轨式反卫过程需要1.5～3小时，空基反卫即使在飞行戒备情况下也需要6～15分钟，地基反卫则只需要2--13分钟。

拦截范围大　地基动能反卫导弹无论是攻击方向还是攻击高度都有一定优势。与共轨式反卫相比，地基动能反卫武器能以很高速度从各个方向接近目标，而且不需要消耗燃料入轨，因此同样的燃料可以打击更高的卫星。而空基反卫由于飞机载荷的局限，所携带的导弹体积不可能太大，因此虽然飞机可以在高空发射反卫导弹，但导弹拦截的卫星高度不会太高。例如，美国用F-15击毁的卫星高度只有500千米，而地基反卫导弹不受这一限制，中程以上的导弹可以攻击的卫星高度都在1000千米以上，远高于其他方式。

性质模糊　地基动能反卫导弹可以用现有导弹或运载火箭改造而成，无须像空基反卫、激光等新概念武器那样重新设计，因此它完全可以在民用目的的掩盖下，完成几乎全部的技术积累和论证。这使其军用性质比较模糊，也是地基动能反卫武器近年来发展迅猛的一个重要原因。

美俄地基反卫导弹的发展及能力

今天对反卫武器最害怕的当数美、俄两国。两国的卫星占到了世界卫星总数的90％以上，而且当初他们就是反卫武器发展的始作俑者。可以说自1957年10月4日苏联发射第一颗卫星以来，美苏之间的卫星对抗就一直没有停止过。

冷战中的反卫竞赛　美国最早发展反卫星系统，当时主要是因为苏联正在发展所谓的“部分轨道轰炸系统”，就是以后的“轨道导弹”或“太空核武器”。因为当时制导技术的局限，美国初期的拦截弹都携带核弹头，苏联在这一时期也发展了类似的“莫斯科导弹防御系统”。但空间核爆炸不分青红皂白，可以摧毁包括自己卫星在内的附近所有卫星，干扰更多的卫星，因此美苏很快放弃了这种反卫方式(以后苏联仅将其作为导弹防御的最后手段)。

以后苏联致力于发展共轨式反卫星系统，并在上世纪70年代服役。在服役初期，苏联几乎每年都进行此类反卫星试验，并将其列入了1982年战略大演习的重要内容。在苏联的刺激下，美国从1982年开始发展空射微型拦截器(ALMV)，一种从F-15上发射的两级导弹。不久苏联人也开始探索用米格-31发射反卫导弹。但这几种方案在上世纪80年代末期均因种种原因无果而终。

动能反卫成时尚 冷战末期的空基反卫武器试验使动能拦截技术趋于成熟，为此，美俄均又开始发展地基动能反卫技术。美国从上世纪80年代末开始发展地基动能反卫导弹(KE-ASAT)。该导弹主要由反卫导弹和武器控制两个系统组成。反卫星导弹由三级固体助推火箭和动能杀伤拦截器(KKV)等部分组成。导弹长约9.14米，发射重量3514千克，拦截高度为1000千米，主要拦截目标是轨道高度在700千米以下的各种侦察卫星。KKV是一种自主寻的飞行器，主要由可见光导引头、姿控与轨控动力系统、惯性测量装置以及制导和通信设备等组成。由于冷战的结束，美国在1993年终止了该计划，但国会在1996年再次恢复了该计划，并希望在2002年前研制出10枚供紧急使用的地基动能反卫星武器。1997年美国对KE-ASAT的样机进行改进，并于1997年8月12日在爱德华兹空军基地完成了动能反卫星拦截弹样机的悬浮试验。但此后由于美国把重点放在导弹防御系统，而且该计划部分功能可以被导弹防御系统替代，因此对KE-ASAT项目重视程度降低，资金和管理不到位，导致该项目进展缓慢。2000年1月，美国陆军决定调整该项目，优先发展多任务的空间管理系统。2000年底，国防部建议陆军结束现有合同，将杀伤飞行器贮存起来，不再对此项目进行进一步开发。

但美国专家宣称，地基动能拦截器只需再进行两次飞行试验，就能根据需要在36个月内完成部署。而进行飞行试验大概需要两年时间，耗资6000万美元。2004年初，美军将KE-ASAT改名为“应用空间对抗技术(ACT)”，反映出美军将地基动能拦截器研究的重点转到采用“非破坏”的暂时或可逆的方法来阻止敌方使用卫星。

融入反导时代　美国之所以在新世纪放松了地基反卫武器的发展，主要原因就是导弹防御系统的部署。在这一阶段，反卫技术已经与反导技术融为了一体。美国专家认为，虽然反导系统实际发挥作用还需要许多年，但美国现在正在发展的用于拦截弹道导弹的一些系统，本身就具备反卫星武器的能力，因此可以大大增加美国的反卫星能力。攻击卫星在一定程度上比拦截弹道导弹更容易。卫星按可以预测的轨道飞行，必要时还有时间进行多次射击，而弹道导弹防御中，防御方只有不到30分钟的时间做出反应。此外，导弹防御还可能面临欺骗和干扰，而对卫星的拦截基本上是在毫不设防的情况下进行的。因此，美国导弹防御系统的研制发展必将带动地基动能反卫星武器的发展。部署在阿拉斯加和加利福尼亚的地基中段导弹防御系统的拦截器实际已经具备击落卫星的能力，这些拦截器利用三级火箭将战斗部运入太空，用来在大气层外拦截来袭的弹道导弹。战斗部自身带有机动燃料及光学、红外探测系统，用于跟踪寻的，并通过直接碰撞杀伤目标。这些拦截器可作为十分有效的反卫星武器。预计地基拦截器的末段速度为7～8千米／秒。如果垂直发射，拦截器可以把战斗部运到大约6000千米的高度，而一般低轨道卫星的运行高度不到1200千米，因此若用它拦截低轨道卫星，其射击区域可达数千千米的范围，从而能够攻击大多数通过美国本土上空的低轨道卫星。另外，美国正在发展的海基导弹防御系统中的“宙斯盾一轻型外大气层射弹”系统也具备一定的反卫能力。该系统垂直发射时战斗部可到达400～500千米的高度，足以攻击这一高度范围内的成像卫星、军事通信卫星以及椭圆轨道电子侦察卫星等。

此外，据报道，俄罗斯部署在莫斯科周围的A-135反战略弹道导弹系统目前已经改造为动能拦截系统，也具有一定的拦截低轨道卫星的能力。根据俄罗斯2006年底提出的“十年联邦航天计划”，反卫星武器是俄罗斯的重点发展对象，但与俄罗斯的反导弹防御技术基本融为一体。可见，美俄反卫技术已经向难度更大的反导方向发展。