“飞翔的番茄罐头”──F-15战斗机反卫星的故事

源济

“飞翔的番茄罐头”──F-15战斗机反卫星的故事 

2017-01-20 李昭辉 空军之翼

译者注：本文原文发表在2009年2月份出版的美国《空军》杂志(AIR FORCE Magazine)上，原作者是《基督教科学箴言报》在华盛顿地区的编辑彼得•格里尔(Peter Grier)。格里尔曾长期担任防务记者和《空军》杂志的特约编辑。译文所配图片有改动。

“有了这款外观不起眼的、而且绰号挺有趣的武器之后，战斗机飞行员们就拥有了击落卫星的能力。这可不是句玩笑话。”

一架F-15A战斗机刚刚发射了一枚ASM-135反卫星(Anti-Satellite，ASAT)导弹，照片摄于1985年9月13日

“飞翔的番茄罐头”

1985年9月13日，小威尔伯特•D•皮尔逊少校(Maj. Wilbert D. Pearson Jr.)驾驶着一架F-15战斗机起飞了。这次飞行非比寻常──飞行员必需驾机飞出一个要求异常严格的任务剖面。

ASAT反卫星导弹真正的实弹射击测试是由图中的这架机号为“77-0084”的F-15A战斗机完成的

皮尔逊少校是美国空军的一位试飞员。这一天，他驾驶着他那架F-15A战斗机从位于加利福尼亚州的爱德华兹空军基地(Edwards AFB)起飞后，便朝着位于范登堡空军基地(Vandenberg AFB)以西大约200英里(321.8千米)处的某一区域飞去。然后，当战机的速度达到1.2马赫时，皮尔逊少校驾驶着战斗机向上进行了一个精准的65度爬升，在这一过程中他拉出了3.8G的过载。皮尔逊的战机开始迅速爬升。

然后，在高度正好为38100英尺(11612.88米)时，这架F-15战斗机自动发射了一枚实验性的两级助推式导弹，导弹代号为“ASM-135”。这枚导弹拖着长长的尾迹径直向上飞去，飞过了对流层和平流层，最终飞到了335000英尺(102108米)高的太空──这一高度相当于位于地球表面以上62英里处──此时这枚导弹还在继续爬升。

F-15A 77-0084以跃升爬升方式发射ASM-135A

这枚ASM-135导弹看上去又粗又短，可它却是一枚高科技导弹，不过其战斗部并未填充高爆炸药。相反，皮尔逊少校执行的这次任务要求它通过猛烈地撞击来摧毁一颗卫星。

ASM-135的反卫星实验成功了，它砰地一下与一颗在太平洋上空约345英里(约552千米)处运行的报废的军用侦察卫星相撞，把它变成了一堆金属碎片和尘埃。

与此同时，皮尔逊少校在那一刻也成了人类历史上第一位击落太空目标的飞行员，而且很可能是唯一的一位──在这次试验之后，美国空军再也没有用战机向卫星发射过导弹。

早在这次试验数年以前，在《华盛顿邮报》的防务记者的帮助下，ASM-135反卫星导弹就已经开始为公众所知晓。乔治•C•威尔逊(George C. Wilson)在1977年发表的几篇文章中首次对这种武器系统进行了描述，并给它起了一个独特的绰号──“飞翔的番茄罐头”(the flying tomato can)。

ASM-135反卫星导弹“终端寻的飞行器”的内部结构示意图

ASM-135A反卫星导弹的第一级

ASM-135反卫星导弹的“终端寻的飞行器”(homing vehicle)是一个较短的圆柱体，从外观上来看有点像一个，呃，一个番茄罐头。围绕着这个“番茄罐头”一周布置有56台全装药(full-charge)固体火箭发动机和8台半装药(half-charge)固体火箭发动机，这些固体火箭发动机用于控制转向以调整导弹战斗部的飞行姿态。搜索并捕获目标的工作由位于终端寻的飞行器中心的红外探测器来完成。

为了保证系统能正常工作，红外探测器在部署之前必须进行相当程度的冷却。为此，红外探测器需要被放置在冷却至约零下450华氏度(约零下267.78摄氏度)，或者说接近绝对零度的液氦中。

根据一位曾在美国空军的ASAT(Anti-Satellite，即“反卫星”)项目中工作了四年的年轻的空军军官格里高利•卡拉姆贝拉斯(Gregory Karambelas)的说法，ASAT测试项目需要准备一个大大的盛装液氦的保温瓶或烧瓶，这种瓶子“大约和那档老的电视节目《迷失太空》(Lost in Space)中的机器人一般大小”。用于测试项目的那几架F-15战斗机最初是双座型的“老鹰”，不过“它们的后座被换成了装有液氦的保温瓶”，卡拉姆贝拉斯这样写道。

由凌-特姆科-沃特(LTV)公司研发的ASM-135反卫星导弹。这款“飞翔的番茄罐头”现在陈列在位于弗吉尼亚州史蒂文•F•乌德沃尔-哈齐中心(Steven F. Udvar-Hazy Center)的美国国家航空航天博物馆(National Air and Space Museum)中展示

导弹的终端寻的飞行器只能指向目标所在的方向，它自己没有真正的推动自身向前飞行的能力。因此，F-15战斗机飞行员释放导弹的空域位置和二级火箭助推器的性能对于试验的成功与否就是至关重要的了。

挂载ASM-135导弹的飞机必须飞到迎面而来的目标卫星运行轨迹下方的区域，然后，在战斗机进入一个非常“陡峭”的大角度爬升后，飞行员必须在一个非常狭窄的“时间窗口”内发射武器。

“如果一切顺利的话，终端寻的飞行器将自己直接进入接近目标的飞行路径，并通过碰撞而直接毁坏目标”，美国空军飞行测试中心(Air Force Flight Test Center)的历史学家雷蒙德•L•普弗尔(Raymond L. Puffer)这样说道。“当两个物体以极高的相对速度碰撞时，已经不再需要炸药了”。

第一次由载机携带新式ASAT武器的测试飞行发生在1982年12月21日。后来，在1984年又进行了两次自由飞行试验。第一次自由飞行试验发生在1984年1月21日，试验取得了成功，不过没有安装微型的终端寻的飞行器。第二次自由飞行试验发生在1984年11月2日，这次试验在太空中选择了一颗星星作为终端寻的飞行器上搭载的传感器的目标。第二次试验被美国空军判定为只取得了部分成功。

美国空军ASAT项目的徽章

几个月后，美军官方在总结了前几次试验的结果后声称，他们准备对太空中的真实目标进行测试。里根总统于1985年8月20日批准了这一计划。发射测试计划最初安排的日期是9月4日，但当时的国会出台了这样一项限制：要求项目必须提前15天通知参众两院的立法者们。于是，这次飞行测试被迫推迟了9天。

测试选定的目标是一台被称为“太阳风”(Solwind)P78-1的航天器，这是1979年发射的一颗伽马射线光谱卫星。这颗卫星的用途是对太阳风等进行研究。

左侧的图片为在反卫星试验中被击毁的“太阳风”P78-1 卫星，右侧的图片为1985年9月13日拦截试验期间“太阳风”P78-1 卫星穿越美国西海岸上空时的运行轨迹

美国太平洋当地时间1985年9月13日下午1时42分，由皮尔逊少校发射的ASM-135击中了“太阳风”P78-1卫星。对这一结果，五角大楼的官员们感到很高兴，国防部长卡斯帕•W•温伯格(Caspar W. Weinberger)称该测试“向前迈出了一大步”。

令人感到奇怪的是，P78-1卫星在当时并未完全报废，海军研究实验室(Naval Research Laboratory)的物理学家们当时仍在使用来自该卫星的数据。事实上，根据当时的《洛杉矶时报》(Los Angeles Times)的文章报道，1984年9月14日，正在工作中的海军研究实验室的物理学家们惊讶地发现，他们再也无法从P78-1号卫星那里接收到数据了。这台航天器的主要使命已经完成，但“这颗卫星当时正在进行好几个实验”，美国海军的一名发言人布伦特•贝克上校(Capt. Brent Baker)这样说道。

在皮尔逊少校完成了这次发射试验之后，美国国会禁止了开展进一步的射击在轨目标的反卫星试验。参众两院的立法者们不赞成里根政府有关发展ASAT武器的意图，他们担心这可能会刺激苏联也开展类似的计划，或者在战略军备控制方面设置更多的“路障”。

有关军备控制的政治考虑，再加上成本超支和技术问题，最终导致了ASAT项目的夭折。五角大楼在1988年取消了ASM-135反卫星导弹项目。不过，根据美国空军飞行试验中心(AFFTC)的历史学家詹姆斯•O•杨(James O. Young)的说法，ASAT反卫星导弹是“一个重大的技术成就”。

詹姆斯•O•杨在AFFTC于2007年出版的一本历史著作中写道，皮尔逊直接用导弹命中了卫星是“一个惊人的事件”，这一事件据说“在克里姆林宫的大厅之中回响着”。

2008年2月，美国海军的“伊利湖”号导弹巡洋舰(CG-70)发射一枚改进后的“标准” SM-3导弹，击毁了USA-193号间谍卫星

太空安全问题现在正在引发人们新的关注，这部分是由于中国在2007年1月对其反卫星武器系统的测试，以及美国海军在2008年2月从一艘军舰上发射导弹摧毁了一颗报废的美国间谍卫星(译者注：2008年2月21日，美国海军的“伊利湖”号导弹巡洋舰发射一枚改进后的“标准”SM-3导弹击毁了USA-193号间谍卫星)。

太空的脆弱性

自从太空时代的黎明到来后，苏联和美国都在努力研发能够攻击他们的对手的太空在轨运行设备的能力。

对苏联人来说，他们认为自己是因为受到美国侦察卫星的威胁而驱使他们发展反卫星战力的。在苏联人明确表示他们能够击落过境的U-2高空侦察机之后，美国人在20世纪60年代初开始强调对间谍侦察卫星的运用。

苏联官方对这些间谍卫星感到非常恼怒，他们试图让联合国谴责那些被苏联方面认为是在“破坏人类和平”的外层空间目标。苏联科学家也开始研究摧毁卫星的方法。

苏联的主要反卫星系统是“同步轨道反卫星武器”(Co-Orbital ASAT)，可将其视为一款巨大的“太空手榴弹”。重达1.5吨的“同步轨道拦截器”通过常规导弹发射升空后，可以“潜伏”在轨道上接近预定要攻击的目标。在其自身搭载的雷达的引导下，这种“杀手卫星”将会越来越接近其预定的目标，然后在目标进入距自身大约半英里(800米)之内时引爆。

苏联研制的“同步轨道反卫星武器”

在从1963年到1972年的初始测试阶段期间，这一系统在20次测试中拦截了7个目标，并实际引爆了5次。

由于美国此时已经开始依赖间谍卫星提供的情报，因此他们被“同步轨道反卫星武器”所展现出来的能力所震惊。美国官方也在担心苏联会发射可入轨飞行的核武器。

“这导致了对我们在太空中的脆弱性的偏执”，美国空军前副总参谋长兼空军太空司令部司令、已退役的美国空军将军小托马斯•S•莫尔曼(Gen. Thomas S. Moorman Jr.)在1995年召开的“太空系统及其军事应用发展研讨会”上这样说道。

从20世纪50年代后期开始，美国人已经开始研发自己的ASAT武器系统了。美国人研发的第一款反卫星武器是“大胆猎户座”(Bold Orion)反卫星导弹，这是一款从B-47轰炸机上发射的两级火箭。在试验中，“大胆猎户座”飞到了距离其预定目标4英里(6436米)的范围内，这一结果符合最初的预期，但美国空军最终失去了对该计划的兴趣。

美国于20世纪50年代开始研制的“大胆猎户座”反卫星导弹，这种导弹需要由照片背景中的那款B-47型轰炸机搭载发射

20世纪60年代初，美国部署了两套陆基ASAT系统：美国陆军的“505项目”(Program 505)使用的是“奈基-宙斯”(Nike Zeus)导弹，这款导弹最初是作为反弹道导弹武器而研发的;美国空军的“437项目”(Program 437)使用的是以“雷神”(Thor)导弹为基础发展而来的反卫星导弹。这两款系统都不依赖精确的制导系统──它们采用的是破坏力巨大的核弹头。

“505项目”以太平洋上的夸贾林环礁(Kwajalein Atoll)为基地，于1963年8月1日开始进行。该项目持续了为期一年的警戒值班状态，然后就被国防部长罗伯特•S•麦克纳马拉放弃了，因为后者更欣赏美国空军在这方面的努力。

“437项目”以太平洋上的约翰斯顿岛(Johnston Island)为基地，该项目在4次测试飞行中有3次(未安装实弹弹头)取得了成功。该系统在1964年6月1日宣布进入全面运行状态，但是在系统启动并运行后，美国的科学家们对核爆炸在太空中可能产生的有害影响开始有了更多的了解。测试表明，来自核爆炸的电磁脉冲可以传播到相当远的距离上，任何试图摧毁轨道上的苏联目标的企图都有可能意外地导致美国卫星受损。除此之外，苏联的核武器对美国太空轨道上的目标的威胁还没有完全成为现实，于是，在1970年底，“437项目”从警戒状态降级到了“限期终止”。1975年4月，位于约翰斯顿岛上的发射设施被停用，“ 437项目”被正式放弃。

“我在担任空军部长期间终止了这个项目，因为我没有看到该项目最终投入应用的可能性和维护它的成本是相匹配的”，在1973年5月至1975年11月间领导着美国空军的约翰•L•麦克卢卡斯(John L. McLucas)在1995年召开的“空军历史基金会研讨会”(Air Force Historical Foundation symposium)上这样讲道。

接下来的进展是由杰拉尔德•福特总统推动的。由于注意到了美国国家安全对太空系统的依赖性日益增加，福特总统在1976年签署了第333号国家安全决策备忘录，该备忘录呼吁对反卫星武器系统应该“根据在危机和冲突中的计划用途”而开展相应的研发活动。于是，美国进入了“动能杀伤反卫星系统”的时代。

“长钉项目”(Project Spike)是美国人在该领域进行的第一次努力，该项目包括一款从F-106截击机上发射的两级导弹。进入太空后，这种导弹将自动释放终端寻的飞行器。终端寻的飞行器将由固体火箭发动机不断调整姿态，最终通过直接撞击的方式来粉碎目标。

“长钉项目”中研发的、准备由F-106截击机搭载发射的反卫星导弹

“长钉项目”并没有推进到发展阶段。不过，在1978年，“长钉项目”的理念和一些技术被纳入了一个新的计划，该计划最初被命名为“原型微型空中发射系统”(Prototype Miniature Air-Launched System)，缩写为PMALS。

PMALS归美国空军系统司令部下辖的航天分部(Air Force Systems Command’s Space Division)管辖，其任务是打造一种能够摧毁运行在地球低轨道上的卫星的武器。1979年，研发工作正式开始，最初研发的是一款新式的空中发射的微型拦截器ASAT(Air- Launched Miniature Vehicle ASAT)。这款拦截器同样采用两级、高速的导弹助推，从一架战斗机上发射。不过，选择的机型是当时的“新生事物”F-15，而不是已显老旧的F-106。

ASAT项目的第一阶段是对波音公司的一款反辐射导弹进行改装;项目的第二阶段是改装了一台凌-特姆科-沃特公司(LTV)的“牵牛星3”航天固体火箭发动机(Aerospace Altair 3);项目的第三阶段即研发微型化的终端寻的飞行器，这也是凌-特姆科-沃特公司的产品。新研发的微型化的终端寻的飞行器源自之前美国陆军资助的一项旧计划，并对着坦克进行了发射测试。

从该项目一开始，ASM-135反卫星导弹便被纳入了华盛顿的政策辩论之中，即：美国是否需要这样的系统?以及，与苏联人展开可能会限制ASAT武器发展的军备谈判是否符合美国的国家利益?

一些批评者认为，美国的ASAT项目可能会破坏超级大国之间核威慑的微妙平衡。根据他们的理论，苏联领导层一旦因为其情报卫星被击毁而被“致盲”后，由于担心发生最坏的情况，他们反而会发起一场核打击。其他人则认为，由于美国拥有更复杂的卫星系统，故可能会从针对ASAT的军备控制协议中获得不成比例的收益。

另一场军备竞赛?

在苏联入侵阿富汗之后，美国暂停了两个超级大国之间所有的军备谈判。在此之前，卡特政府已经与苏联进行了三轮有关ASAT的谈判。在里根时代，在与苏联方面进行的有关国防和太空的谈判中讨论了有关ASAT的议题。不过，里根政府的官员们对这种谈判的益处如何持怀疑态度。

在封闭的苏联社会，一般很难核查军备控制活动。“这个问题对ASAT系统而言更加严重，因为向美国及其盟国提供安全服务的卫星数量很少”，在1984年发布的一篇政府报告中美国人这样判断道。“在反卫星军备控制方面进行的欺骗活动，哪怕是小规模的，也可能会给美国造成不成比例的风险。”

从1983年起，美国国会开始对ASM-135的测试活动制定了一系列日益严格的限制。1985年12月，即ASAT系统测试成功并成功地击毁卫星后不久，国会中的立法者们便禁止了针对太空目标展开进一步的测试。当时，这条禁令的支持者们说，继续进行ASAT试验只会导致两个超级大国在这类战略武器方面展开新一轮的军备竞赛。

尽管如此，ASM-135还称不上是一个“银色的番茄罐头”(译者注：在西方文化中，“银色子弹”往往被描绘成具有神奇力量的武器，后来也被比喻为具有极端有效性的解决方法，作为杀手锏、王牌等的代称。原文作者在这里借用了这一典故，将ASM-135戏称为不是能攻击一切太空目标的“银色”番茄罐头，具体请看下文)，它的最大飞行高度约为350英里(约560千米)，这意味着它只能攻击位于近地轨道上的卫星。另外，根据一份解密的中央情报局关于这一问题的报告，苏联人将能够研发出对抗ASAT武器的措施，虽然这些防御措施只有“有限”的效用。

ASM-135反卫星导弹的动能碰撞杀伤战斗部攻击卫星的示意图

ASAT项目概念图

根据中央情报局在1983年提交的一份报告，“机动”将是苏联人唯一能够直接防御从空中发射的微型动能杀伤器的方法，对发射导弹的F-15载机或其基地发动空袭也是一个“理论上的选择”。这份中央情报局的报告得出结论说：“我们认为苏联人对ASAT系统知道的足够多，以制定旨在提高其卫星的生存能力的对策。”

最初，美国空军计划部署100部空中发射的微型动能拦截器，这些拦截器将被提供给进行过专门改装的两个F-15战斗机中队，这两个中队分别部署在美国的东、西海岸。但到了1986年，这个计划的支出远远超过了预算：据估计，完成这项计划的成本已从5亿美元剧增至50亿美元以上。

在1985年的“首飞”之后，美国空军又对ASAT进行了两次实弹射击测试。不过，出于对国会施加的限制的尊重，这两次测试都是将太空中的某颗星星作为瞄准点，而不是瞄准某一颗卫星。

1987年，ASAT项目被缩减;第二年，该项目被取消，理由是“目标导引系统的技术问题和测试活动拖沓，这两者都导致了显著的成本增长”。这一理由是美国空军发起的一项评估活动给出的。

皮尔逊少校，那位美国空军中唯一有太空“击落”记录的飞行员在退役之前一直擢升到了空军少将。在退役之前，皮尔逊少将担任的职务是美国空军飞行测试中心的指挥官。皮尔逊少将在2005年退役。

小威尔伯特•D•皮尔逊少校的官方标准像，此时的他已经官至空军少将了

2007年9月，一些飞行员聚集到一起，对皮尔逊少校的历史性飞行表示了敬意。在位于佛罗里达州的荷姆斯泰德空军储备基地(Homestead ARB，Fla.)，地勤组长亚伦•哈特利中士(SSgt. Aaron Hartley)亲眼目睹了一架当时被划归驻扎在该基地的第125战斗机联队的F-15战斗机──事实上，这就是当年发射导弹击落卫星的那架F-15。哈特利中士协助安排了一次飞行活动，以纪念这个成就，而驾驶这架F-15进行这次“纪念飞行”的飞行员就是皮尔逊少将的儿子──托德•皮尔逊上尉(Capt. Todd Pearson)。皮尔逊上尉当时是一名现役的F-15战斗机飞行员，驻扎在位于爱达荷州的芒廷霍姆空军基地(Mountain Home AFB，Idaho)。

已退役的道格•皮尔逊将军(左)和他的儿子托德•皮尔森上尉(右)，他们二人正在讨论有关2007年9月13日涉及历史性的“击落卫星”的纪念飞行的相关事宜。为了纪念这一事件，皮尔逊上尉专门飞了他父亲22年前飞过的同一架F-15A。

今天的人们或许很难想起这一切，但对20世纪80年代中期的那段岁月而言，“飞行的番茄罐头”的命运在华盛顿内部引发了相当大的争议。最后，该项目还是简简单单地就消失了，其作为遗产留给后人的只有那个发射成功的镜头，以及一个伟大的昵称。