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[军事] 技术派|俄研制新型反卫星武器,“卫星杀手”重装上阵

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发表于 2016-12-25 12:06 AM | 显示全部楼层 |阅读模式


技术派|俄研制新型反卫星武器,“卫星杀手”重装上阵(上)

澎湃防务特约撰稿 林森

2016-12-25 11:55 来源:澎湃新闻

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据美国媒体报道,日前,俄罗斯进行了一次反卫星试验。美媒分析称,俄罗斯此次的武器试验发生在美国当选总统特朗普下个月上任之前,可以看作莫斯科方面证明其有实力在太空进行“挑衅”。
在冷战时期,苏联投入了大量的资源和精力研制反卫星武器,并实战部署反卫星武器。冷战结束后,继承大部分军事遗产的俄罗斯由于经济、政治等方面因素的影响,反卫星武器发展一度停滞不前。进入新世纪后,俄罗斯开始重视反卫星武器的发展,“红色卫星杀手”再次出现在世人的面前。
俄罗斯缘何研制地基反卫星导弹?
从目前披露的信息来看,此次俄罗斯反卫星试验采用了地基直升式反卫星导弹。提到反卫星武器,很多人都会想到冷战时期苏联研制的自杀式卫星——共轨式卫星。共轨式拦截卫星又被称为“卫星歼击机”,是指能够对敌方有威胁目标实施摧毁或使其失效的人造地球卫星。既然苏联时期就研制和部署了共轨式拦截卫星,俄罗斯为何还要研制地基直升式反卫星导弹呢?
技术门坎低是俄罗斯这一决策的主要原因。地基直升式反卫星导弹实际就是利用运载火箭或导弹改造的反卫星武器。由于弹头采用碰撞或爆炸方式,因此导弹的有效载荷不必很大,现有的中远程弹道导弹在减小载荷后基本都可以满足反卫星作战的需求。与苏联/俄罗斯擅长的共轨式“杀手卫星”不同,地基动能反卫星导弹直接杀伤在轨卫星,因此不需要推力足够大的运载火箭将拦截卫星送入轨道,并进行技术复杂的变轨。与空基反卫星导弹相比,其拦截不依托空基力量,也就回避了更复杂的空中大型导弹发射技术。与海基反卫星导弹相比,其不要考虑与有限舰船整合等问题。而与激光、粒子束等新概念导弹相比,地基动能反卫星又现实得多,是短期内拥有反卫星能力最快捷的方式。
正在部署的美国GBI反导拦截弹,具备反卫星能力,可攻击高度1000千米以下的卫星。
从作战角度来看,地基直升式反卫星导弹作战反应速度更快。地基直升式反卫星导弹在目标卫星临空过顶时,随时可以发动攻击。用共轨式拦截卫星在发射卫星杀手后,需要将其调整进入目标轨道,然后接近卫星引爆。空基反卫星导弹则需要经过飞机起飞,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。公开资料显示,总体上看,共轨式反卫星导弹需要1.5~3 小时,空基反卫星导弹即使在飞行戒备情况下也需要 10~15 分钟,地基反卫星导弹则只需要 8~13 分钟。
拦截范围大也是地基直升式反卫星导弹一大优点——地基直升式反卫星导弹无论是攻击方向还是攻击高度都有一定优势。与共轨式反卫星导弹相比,地基反卫星导弹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。而空基反卫星导弹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星导弹,但导弹拦截的卫星高度不会太高。例如,美国ASM-135空基反卫星导弹射高大约是 500 千米,只能攻击一些低轨道卫星。而地基反卫星导弹不受这一限制,中程以上的导弹可以攻击的卫星高度都在 1000 千米以上,如果用远程导弹或洲际导弹甚至可以打击大椭圆或地球同步轨道的卫星,这一高度运行着导航卫星、军事通信卫星、导弹预警卫星等高价值军用航天器。
俄罗斯拥有成熟的中远程弹道导弹技术,在此基础上研制地基反卫星导弹不存在技术困难,并且现役的空间目标监视系统和反导系统中的预警系统可以为反卫星导弹提供卫星信息,导弹研制部署后即可承担作战任务。
 F-15正在发射ASM-135导弹进行反卫星试验。
神秘的Nudol地基反卫星导弹
这次俄罗斯方面没有透露进行反卫星试验的导弹型号,但鉴于俄罗斯已经进行了多次Nudol地基反卫星导弹试验,这次的主角应该还是Nudol地基反卫星导弹。包括这次试验在内,Nudol导弹已经进行了5次反卫星试验,其中3次成功。
金刚石-安泰公司曾发布过一张罕见的防空导弹三用车照片,外界猜测这就是Nudol导弹,但是,有限的信息并不能使我们看到Nudol导弹的具体外形。然而,这也显示了它在俄罗斯军事体系中的重要地位,也越发引发了人们的兴趣。
俄罗斯媒体认为金刚石-安泰设计局公布的神秘导弹是Nudol直升式反卫星导弹。
按照战斗部分类,直升式反卫星导弹有核战斗部和常规战斗部两种,常规战斗部又可以分为动能和破片两种。从目前地基直升式反卫星导弹技术发展趋势来看,新一代地基直升式反卫星导弹均采用动能杀伤器(KKV)。因此,Nudol导弹也有可能采用了动能杀伤器。
2015年12月2日,美国知名军事专家比尔·格茨在《自由灯塔》网站发表了相关文章称,Nudol导弹在2015年11月18日首次试验成功,这也是俄罗斯Nudol导弹的第三次飞行试验。这次试验成功后,俄罗斯重返反卫星武器俱乐部。美军空军太空司令部警告说,俄罗斯的反卫星武器将对美国的卫星构成了严重威胁,或许只需要很少,比如说两打(24枚)的直接上升式反卫星导弹,俄罗斯就可以严重削弱美国的情报、导航和通信卫星体系。2015年美国国防情报局向美国国会提交的一份报告称,俄罗斯领导人懂得天基系统带来的信息优势,并正在研制反卫星武器以阻止美国在可能的冲突中获得这一优势。
被认为是Nudol导弹研制单位的金刚石-安泰设计局,也是苏联-俄罗斯最主要的防空反导系统研制单位,著名的S-300P和S-300V系列导弹都是它们的产品,S-400和S-500防空系统、A-135反导系统也由该公司负责。俄罗斯空天军司令对国营的俄罗斯国际传真社表示,俄罗斯的导弹防御系统正在进行升级,不久后俄罗斯就将拥有新的反导防御手段,可满足全天候保护莫斯科的需求。因此,可以推测Nudol反卫星导弹是反弹道导弹的衍生,甚至Nudol导弹本身就是一种反弹道导弹系统,只不过现在兼职反卫星武器。有消息指出,Nudol导弹是A-235反导系统的一部分,还有人明确指出Nudol导弹的编号是14Ts033。
有分析指出,A-235系统是固定式战略反导系统,尤其是雷达都是固定部署的,这意味着Nudol导弹无法机动部署,反卫星能力有限,无法在莫斯科地区外进行反卫星作战。不过,2016年5月Nudol导弹自普列谢茨克发射场发射成功,而此地位于莫斯科以北800公里之外,这暗示Nudol导弹的传感器系统尤其是雷达应该具备机动部署能力,拦截范围比之前报道的固定式部署方式更大。(未完待续)

 楼主| 发表于 2016-12-27 02:11 PM | 显示全部楼层

技术派|俄研制新型反卫星武器,“卫星杀手”重装上阵(下)

澎湃防务特约撰稿 林森

2016-12-26 17:23 来源:澎湃新闻

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重启“红色卫星杀手”
苏联在上世纪60年代就开始研制拦截卫星,因此俄研制共轨式拦截卫星也是情理之中的事情。1963年,苏联开始研制共轨式拦截卫星,1964年苏联成立了国土防空军空间防御部。该计划最终的结果是代号为“背景1”和“背景2”两个相互衔接的计划。
“背景1”计划大概可以分为三个阶段:早期研制阶段、拦截试验阶段和实用试验阶段。1968年10月,苏联发射了宇宙-248靶星,接着又发射了宇宙-249和宇宙-252拦截卫星,卫星分别在绕地球2~3圈后,在500公里高度的轨道上迅速接近宇宙-248靶星时自爆成功。苏联在1978年宣布拦截卫星达到实战水平,到1982年6月,苏联共进行了20次空间武器拦截目标卫星的试验。
苏联的拦截卫星其实就是安装了炸药或无控火箭的“自杀卫星”,卫星重量在3000千克左右,装有主发动机、姿态控制发动机和轨道机动发动机,可在雷达或红外系统的引导下可攻击200~2000千米轨道的卫星(轨道面倾角差±5°~±10°)。进入上世纪80年代,由于快速发射、拦截和制导方式等技术方面的改进,苏联的共轨式拦截卫星技术水平有了很大程度的提升,实战能力进一步增强,苏联也因此成为第一个拥有实战型反卫星武器的国家。
苏联拦截卫星。
2014年8月,美国媒体多次报道俄罗斯宇宙-2504卫星频繁变轨并与微风上面级交会的消息,美国官方也公开表示了对俄罗斯发展反卫星武器的担忧。宇宙-2504在2014年3月31日在从普列谢茨克发射场发射升空,卫星官方代号为宇宙-2504,也被称作14F153。其他3颗卫星是编号为21、22和23的“信使”-M卫星。西方雷达探测到五个目标(可能是4颗卫星和微风-KM上面级)进入1172千米×1506千米,倾角为82.5度的轨道。
众所周知,大部分卫星进入太空之后为了进入预定轨道会进行变轨,进入预定轨道后行卫星一般不会在短期内进行频繁变轨,这是因为变轨需要消耗大量的燃料(改变卫星轨道倾角的变轨)。但也有一些像宇宙-2504那样“不安分”的卫星,入轨后根据任务需要频繁变轨,这些卫星一般都有不可告人的目的。
据悉,宇宙-2504在2015年3~7月至少进行了11次轨道机动,并与发射该星入轨的微风上面级进行了在轨交会。专家认为,宇宙-2504具备较强的机动能力,可以使用激光或小型动能武器破坏航天器,无需使用炸药或弹片摧毁目标,完成任务后可再攻击下一个目标。
普遍观点认为,宇宙-2504很有可能是一颗拦截卫星,用于试验反卫星技术,其只是俄罗斯近年来天基反卫星武器试验的一部分,比宇宙-2504更早发射的宇宙-2499入轨后也开展了一系列机动,有报道称,2015年初,俄罗斯的宇宙-2499卫星已飞掠一颗美国军事卫星并拍摄图像传回地面。
苏联在冷战时期进行了多次拦截卫星的试验。
频繁变轨展现反卫星能力
宇宙-2504频繁变轨展现了俄罗斯在拦截卫星研制方面深厚的技术积累,因为太空中的卫星进行频繁变轨并不是件容易的事情。目前,拦截卫星有两种入轨方式,一种是先发射到待命轨道,接到作战命令后在地面控制下机动至目标轨道,然后接近目标卫星并实施攻击;一种是直接发射到目标轨道,在接到作战命令后接近目标卫星进行攻击。这两种方式都要涉及卫星变轨机动。
在第一种方式中,如果待命轨道与目标轨道在同一轨道面上,变轨还仅涉及到升高或降低轨道高度。根据牛顿力学可知,如果卫星环绕速度改变,卫星受到的向心力会发生变化,卫星轨道的高度就会随之升降,当卫星达到目标轨道高度后,再对卫星速度进行调整。
如果待命轨道与目标轨道不在同一轨道面 甚至不在同一运行高度,这不仅需要卫星不但要升高或降低轨道,还需要卫星启动姿态控制发动机将轨道控制发动机推力指向调节到与待命轨道垂直,并根据目标轨道运行速度和目标轨道运行速度计算出变轨速度增量,启动轨道控制发动机实施变轨机动。
当反拦截卫星进入目标轨道后,又会遇到新的问题。拦截卫星和目标卫星一前一后在轨道上运行,两者运行速度相同,如果不继续实施变轨机动,就会像绅士般“保持距离”,如何让同一轨道上两个卫星进行“亲密接触”,这就涉及到一个大家熟知的概念——交会对接。这种变轨操作对地面的精确测轨能力挑战很大。一旦误差过大,两个卫星就无法实现物理意义上的接触,摧毁或干扰也就无从说起。
结语
2014年8月1日,俄罗斯的空天军正式开始战斗值班,从空天防御兵到空天军,这意味着俄罗斯空天防御体系进入了一个新的阶段,通过整合相关军事力量,增强俄军的空天一体作战能力。随着俄罗斯国力的增强,其将越来越重视反卫星武器的发展,反卫星能力将逐步提高

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