空間在國家安全、經(jīng)濟社會發(fā)展、科技進步和政治影響力等方面均具有極其重要的戰(zhàn)略地位,是國家重大利益所在。越來越多的國家將發(fā)展空間作為重要戰(zhàn)略選擇,不斷發(fā)布和調(diào)整航天戰(zhàn)略和政策,指導(dǎo)本國未來航天發(fā)展:天地一體空間態(tài)勢感知裝備與技術(shù)加速發(fā)展,透明化成為空間發(fā)展新走向;軍事航天裝備與技術(shù)快速發(fā)展,空間軍事化進程明顯加快;持續(xù)推進空間作戰(zhàn)演習(xí),應(yīng)對潛在空間沖突;多項航天前沿技術(shù)取得突破,驅(qū)動空間軍事能力變革。
積極謀劃未來航天發(fā)展
太空是重要的戰(zhàn)略資源,已成為世界主要國家重要建設(shè)的領(lǐng)域。近期,世界航天發(fā)展日趨鼎盛,主要航天國家紛紛制定了指導(dǎo)未來航天力量發(fā)展的戰(zhàn)略與規(guī)劃,提出了各自航天發(fā)展的目標(biāo)、路線與重點任務(wù),為增強航天競爭力、搶占國際航天市場、維護太空安全、獲取太空戰(zhàn)略優(yōu)勢提供頂層保障。
美國持續(xù)調(diào)整太空安全戰(zhàn)略鞏固太空霸權(quán)地位。美國以鞏固全球領(lǐng)導(dǎo)地位為根本目的,站在國家安全的戰(zhàn)略高度謀劃太空安全,通過太空威懾維持太空安全與穩(wěn)定,確保太空賦予美國的戰(zhàn)略性優(yōu)勢。美國發(fā)布《國家安全戰(zhàn)略》《四年一度防務(wù)評審》等頂層綱領(lǐng)性文件,將空間安全納入國家安全體系,為制天能力的長遠(yuǎn)發(fā)展和運用提供了強有力的政策和戰(zhàn)略依據(jù)。為維護其空間領(lǐng)先地位和既得利益,于2010年出臺了《國家航天政策》,2011年出臺了《國家安全空間戰(zhàn)略》,2012年出臺了《國防部空間政策》,2013年出臺了《空間作戰(zhàn)條令》和《彈性與分散式空間體系白皮書》,2016年美國國防部出臺了修訂版《國防部空間政策》等一系列航天發(fā)展頂層文件,為確保空間安全及空間能力的長遠(yuǎn)發(fā)展提供了基本遵循和方向指南。
特朗普總統(tǒng)2017年1月上任后,至今尚未出臺綜合性的航天發(fā)展戰(zhàn)略和政策。雖然特朗普本人并未就軍事航天發(fā)展做出明確表態(tài),但是美國空軍2017年以來在太空作戰(zhàn)能力建設(shè)方面動作頻頻,如優(yōu)化現(xiàn)有機構(gòu)和流程、開發(fā)太空作戰(zhàn)架構(gòu)、跨部門聯(lián)合太空作戰(zhàn)中心更名為國家太空防御中心并正式投入運行,創(chuàng)辦“太空旗”新型軍事演習(xí)等,值得關(guān)注。
俄羅斯高度重視太空安全和航天技術(shù)優(yōu)先地位。為維護其在太空領(lǐng)域的戰(zhàn)略利益,俄羅斯始終將軍事航天發(fā)展置于國家安全戰(zhàn)略的優(yōu)先位置,以空天防御、攻防兼?zhèn)鋺?yīng)對太空軍事化,通過組建集航空航天、防空防天于一體的空天軍事力量體系,不斷增強其軍事航天力量。俄聯(lián)邦軍事學(xué)說是俄聯(lián)邦最重要的戰(zhàn)略規(guī)劃文件之一。俄羅斯于2010年和2014年先后發(fā)布兩版《俄聯(lián)邦軍事學(xué)說》,均突出強調(diào)了軍事航天在國家安全與發(fā)展中不可替代的地位和作用。特別是在常規(guī)力量無法與以美國為首的北約相抗衡的情況下,俄羅斯把航天力量作為維護大國地位和全球戰(zhàn)略穩(wěn)定的重要手段。2012年,俄羅斯頒布的《2030年及未來俄羅斯航天發(fā)展戰(zhàn)略(草案)》,提出分3階段完成9大航天發(fā)展任務(wù),以確保實現(xiàn)俄羅斯航天技術(shù)處于世界先進水平,鞏固俄羅斯在航天領(lǐng)域領(lǐng)先地位的戰(zhàn)略目標(biāo)。2016年3月俄羅斯政府審議通過了《2016—2025年聯(lián)邦航天規(guī)劃》草案,未來十年俄羅斯將為航天活動劃撥14060億盧布,用于推進包括軍用衛(wèi)星、核動力發(fā)動機、超重型運載火箭等在內(nèi)的各項航天計劃的進展,意圖發(fā)揮其在航天技術(shù)領(lǐng)域的傳統(tǒng)優(yōu)勢,以此實現(xiàn)俄羅斯的再度崛起。
歐洲強化空間領(lǐng)域競爭力。歐洲國家為維護自身戰(zhàn)略利益,重視強化空間領(lǐng)域戰(zhàn)略優(yōu)勢,采取一系列措施,加快航天戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展,謀求建設(shè)強大的航天工業(yè)與技術(shù)基礎(chǔ)來確保空間優(yōu)勢,推進航天領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。歐盟委員會在其《歐洲航天戰(zhàn)略》中提出,要增強歐洲在平安安全環(huán)境下進入和利用空間的自主性,確保歐洲航天基礎(chǔ)設(shè)施受到保護且具有恢復(fù)力,提升空間監(jiān)視和跟蹤能力,考慮綜合性的空間態(tài)勢感知服務(wù),增強歐洲對空間關(guān)鍵空間基礎(chǔ)設(shè)施面臨賽博安全風(fēng)險的感知力。
日本積極布局未來空間軍事能力發(fā)展。2015年1月9日,日本發(fā)布新版《宇宙基本計劃》,明確以空間安全為核心的政策目標(biāo)體系,將空間軍事應(yīng)用作為首要政策目標(biāo)。新版《宇宙基本計劃》強調(diào)以偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航等軍事衛(wèi)星為重點,加快完善軍事航天應(yīng)用體系,為提升自衛(wèi)隊作戰(zhàn)能力提供重要技術(shù)支撐;重視加強日美空間領(lǐng)域合作,實現(xiàn)與美軍空間能力的有效對接,在提升裝備技術(shù)水平的同時深化軍事同盟。
空間軍事化滲透更加顯著
空間軍事化進程明顯加快,美軍思維已實現(xiàn)從空間是一種支撐向空間是一個作戰(zhàn)域的轉(zhuǎn)變,未來任何重大沖突都有可能延伸至空間。近年來,多個國家致力于軍事航天力量建設(shè),在進入空間、利用空間、空間態(tài)勢感知等領(lǐng)域不斷加大力度,太空軍事化進程明顯加快。
各國進入空間能力加速升級。進入空間是開展空間軍事活動的基礎(chǔ),是關(guān)鍵的軍事航天能力。世界主要航天國家繼續(xù)推進新一代航天運載火箭研制,探索實踐可重復(fù)使用運載系統(tǒng),在提升進入空間能力的可靠性與效率,降低成本與風(fēng)險等方面取得了重要進展。
美國獵鷹-9火箭發(fā)射
第一,大力推進新一代大型運載火箭發(fā)展。美國軌道ATK公司獲美空軍支持,開展新中型和重型固體火箭研制,將與獵鷹-9、火神等競爭美軍用衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。俄羅斯繼續(xù)推動聯(lián)盟和安加拉火箭逐步投入使用,并開展新型超重型運載火箭的研制。歐空局批準(zhǔn)研制阿麗亞娜-6火箭,計劃2020年首飛。印度極軌衛(wèi)星運載火箭成功實現(xiàn)了一箭20星的發(fā)射,正在加快研制具有更強運載能力的地球同步軌道運載火箭。
第二,多國掀起重復(fù)使用運載器發(fā)展熱潮。美國空軍X-37B軌道試驗飛行器成功進行第4飛行試驗,重點驗證飛行器攜帶的有效載荷,表明美軍已經(jīng)基本完成了對X-37B的核心試驗鑒定工作,轉(zhuǎn)向作戰(zhàn)及其他功能拓展;美國DARPA的“試驗性太空飛機項目”進入第二階段,將開展可重復(fù)使用一子級樣機的研制;美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟正在研究下一代火神運載火箭的可重復(fù)使用能力,計劃實現(xiàn)火箭上面級和第一級發(fā)動機的重復(fù)使用。俄羅斯宣布開展水平返回式可重復(fù)運載火箭的研制,計劃將渦輪發(fā)動機和火箭發(fā)動機組合的水平返回式第一級貝加爾首先應(yīng)用于安加拉火箭。印度可重復(fù)使用運載器技術(shù)驗證機完成了首次飛行試驗,邁出了研發(fā)完全可重復(fù)使用飛行器的第一步。
戰(zhàn)場信息支援能力持續(xù)增強。隨著太空在國家安全和軍事作戰(zhàn)中地位與作用的日益凸顯,世界主要國家加快航天裝備更新?lián)Q代,一批新型的偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航等衛(wèi)星相繼服役,戰(zhàn)場信息支援能力持續(xù)增強。第一,光學(xué)和雷達成像偵察互補偵察衛(wèi)星體系不斷完善。美國“鎖眼”系列成像偵察衛(wèi)星是當(dāng)今世界最為先進的光學(xué)成像偵察衛(wèi)星,最高分辨率達到0.1米。長曲棍球衛(wèi)星是美國國家偵察局發(fā)展的雷達成像偵察衛(wèi)星,最高分辨率達到0.3米。俄羅斯新一代“角色”系列衛(wèi)星是采用光電傳輸式設(shè)計,空間分辨率可達到0.3米。同時,俄羅斯正在研發(fā)一種新型的、性能先進的偵察監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng),系統(tǒng)空間段主要由拉茲丹衛(wèi)星組成,衛(wèi)星性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過俄羅斯現(xiàn)有衛(wèi)星。第二,預(yù)警衛(wèi)星能力從戰(zhàn)略預(yù)警向戰(zhàn)術(shù)預(yù)警拓展。美國共有8顆導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星在軌運行,包括4顆國防支援計劃衛(wèi)星、3顆天基紅外系統(tǒng)衛(wèi)星、3個大橢圓軌道探測器以及2顆低軌太空跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)導(dǎo)彈中段跟蹤與識別技術(shù)試驗衛(wèi)星,可對全球重點海區(qū)和地區(qū)發(fā)射的彈道導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈分別提供15分鐘和30分鐘的預(yù)警時間,對中段飛行的彈頭具有一定的跟蹤和識別能力。俄羅斯集成太空系統(tǒng)導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)目前有2顆衛(wèi)星在軌,其首顆衛(wèi)星的試驗工作已正式啟動,系統(tǒng)完成部署后將大幅提升俄羅斯對多類型導(dǎo)彈目標(biāo)的發(fā)射探測和預(yù)警時間。第三,導(dǎo)航衛(wèi)星定位精度更高、抗干擾能力更強。導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展受到世界主要航天國家的重視,衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度和抗干擾能力不斷提升。美國正致力于研制新一代GPS-3衛(wèi)星系統(tǒng),GPS-3比現(xiàn)役GPS-2衛(wèi)星更具經(jīng)濟可承受性,并且其精度更高、抗干擾性更強且壽命更長。俄羅斯高度重視格洛納斯系統(tǒng)建設(shè),并在經(jīng)費上給予大力支持。歐洲也在穩(wěn)步推進伽利略系統(tǒng)建設(shè),于2016年5月和11月先后成功發(fā)射2批共6顆伽利略衛(wèi)星,使在軌衛(wèi)星數(shù)量達到18顆。印度于2016年4月成功發(fā)射區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的第7顆衛(wèi)星,成功完成衛(wèi)星星座部署,使印度成為全球第4個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航能力的國家。第四,軍事通信衛(wèi)星全球覆蓋與傳輸能力不斷提升。美軍下一代窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)已全部發(fā)射入軌,具備完全運行能力;美軍對寬帶全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)的后3顆衛(wèi)星采用了先進數(shù)字載荷設(shè)計,其中WGS-8已于2016年12月成功發(fā)射;美軍受保護通信衛(wèi)星系統(tǒng)先進極高頻系統(tǒng)提供的通信業(yè)務(wù)具有抗干擾、抗截獲、高安全性等特點,廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)區(qū)指揮官的通信和指揮,可實時傳輸圖像和戰(zhàn)場地圖。俄羅斯在補充現(xiàn)有信使和箭系列衛(wèi)星通信星座的同時,在新一代信使低軌衛(wèi)星通信和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中添加了加密防護功能,并計劃在未來幾年部署專用機要通信衛(wèi)星系統(tǒng)。
美國GPS-IIRM導(dǎo)航衛(wèi)星
以在軌操作技術(shù)為重點隱蔽發(fā)展太空進攻技術(shù)。世界主要航天國家高度重視進攻性太空對抗系統(tǒng)的發(fā)展,大力發(fā)展在軍民領(lǐng)域均具有廣闊應(yīng)用前景的在軌操作技術(shù)、太空碎片清除技術(shù)等,隱蔽性和策略性的發(fā)展太空進攻技術(shù)。
美國在掌握一定低軌反太空能力的基礎(chǔ)上,積極開展地球同步軌道在軌操作技術(shù)演示驗證,謀求全軌道高度反太空能力。DARPA正在實施“鳳凰計劃”第2階段合同,重點發(fā)展通用對接器、細(xì)胞衛(wèi)星抓取工具、服務(wù)衛(wèi)星機械臂等技術(shù)。作為“鳳凰計劃”的進一步延伸和拓展,DARPA先后提出“蜻蜓”項目和同步軌道衛(wèi)星機器人服務(wù)項目,這些項目開發(fā)的技術(shù)均可用于偵察、監(jiān)視和攻擊在軌衛(wèi)星,為美軍太空攻防儲備堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
俄羅斯宇宙-2499、宇宙-2504、盧奇衛(wèi)星被曝進行多次在軌機動。俄羅斯開展的一系列衛(wèi)星在軌機動操作表明其在具備地基定向能和共軌式反太空技術(shù)基礎(chǔ)上,正在發(fā)展天基操控的新型反太空技術(shù),這將進一步增強俄羅斯的太空威懾能力。此外,俄羅斯計劃2016年—2025年設(shè)計并建造一款清理者航天器,用于清除地球同步軌道上報廢的衛(wèi)星和火箭上面級。該航天器可以接近、捕獲在地球同步軌道的任意目標(biāo),未來將具備很強的太空作戰(zhàn)潛力。
歐盟“清除太空碎片”項目下的用于清除太空碎片的試驗裝置等在英國皇家學(xué)會科學(xué)展覽會上進行了展示。該項目計劃2023年發(fā)射,將成為世界上首個測試空間垃圾捕獲系統(tǒng)的任務(wù)。德國在軌服務(wù)任務(wù)啟動10年以來,在多個技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進展,擬于2018年進行在軌試驗,重點驗證的燃料加注、故障維修等能力,以及使用的機械臂、交會對接、在軌捕獲等技術(shù)在空間對抗中具有一定應(yīng)用潛力。
持續(xù)推進太空作戰(zhàn)演習(xí)。隨著空間軍事化程度加深、空間武器化加速發(fā)展,美軍越來越重視研究空間作戰(zhàn)力量構(gòu)成及作戰(zhàn)使用。為應(yīng)對潛在太空沖突做好充分準(zhǔn)備,美軍正在加快發(fā)展太空作戰(zhàn)能力,舉行了一系列太空戰(zhàn)演習(xí),代表性的有“施里弗”演習(xí)以及近期首次舉行的“太空旗”軍演。
“施里弗”演習(xí)自2001年創(chuàng)辦以來先后進行了10次,重點檢驗了空間作戰(zhàn)理論和航天裝備運用。通過已經(jīng)舉行的10次“施里弗”空間戰(zhàn)演習(xí),美軍進一步豐富和完善了空間威懾戰(zhàn)略、空間作戰(zhàn)條令、空間作戰(zhàn)力量運用、太空發(fā)展策略等,催生出太空態(tài)勢感知、作戰(zhàn)響應(yīng)空間、分散式太空體系等一系列新型航天能力與技術(shù),成為太空作戰(zhàn)能力建設(shè)的指示器,推動空間作戰(zhàn)力量不斷發(fā)展和突破。
作為推進空間實戰(zhàn)能力的又一舉措,美空軍于2017年4月17日—21日舉行首次“太空旗”軍事演習(xí)。“太空旗”演習(xí)則更為關(guān)注太空作戰(zhàn)技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練,主要針對可能會在太空軌道發(fā)生的作戰(zhàn)想定開展演練,旨在使作戰(zhàn)人員通過模擬太空作戰(zhàn),更好的了解和理解對手形成的威脅,并以此規(guī)劃任務(wù),優(yōu)化戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)級太空作戰(zhàn)管理和指控流程,并為相關(guān)能力的開發(fā)指明方向。
新興技術(shù)變革空間能力發(fā)展
空間技術(shù)創(chuàng)新熱潮持續(xù)高漲,多項具有顛覆性影響的技術(shù)取得新進展。美國、俄羅斯和歐洲等都在大力發(fā)展太空3D打印、空間激光通信、先進動力等技術(shù),這些技術(shù)將為空間軍事變革提供更強驅(qū)動力,顛覆傳統(tǒng)航天發(fā)展模式。
太空3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。3D打印技術(shù)的快速發(fā)展引發(fā)了對太空3D打印技術(shù)的關(guān)注,從其技術(shù)優(yōu)勢看,將3D打印技術(shù)引入太空有可能降低航天器研發(fā)成本、縮短研制周期,甚至創(chuàng)新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。美國洛克達因公司利用3D打印制造了首批12個“獵戶座”載人飛船噴管擴張段,制造時間比傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)縮短了約40%;美國NASA利用3D打印技術(shù)制造了一臺火箭發(fā)動機所需的75%的部件并進行了測試,結(jié)果顯示該3D打印火箭發(fā)動機樣機的渦輪泵產(chǎn)生的動力足以滿足火箭上面級或火星登陸器需求。俄羅斯利用3D打印技術(shù)制造一顆納米衛(wèi)星的外殼,該衛(wèi)星于2016年3月底搭載進步MS-02太空貨運飛船被送往國際空間站。法國阿萊尼亞宇航公司與3D打印服務(wù)公司Poly-Shape合作,利用3D打印技術(shù)為韓國新型通信衛(wèi)星Koreasat-5A和Koreasat-7制造大型支撐結(jié)構(gòu)件,是歐洲迄今為止使用3D打印技術(shù)制造的最大衛(wèi)星部件。
美國航空航天局在太空國際空間站運用3D打印技術(shù)成功打印出“太空制造 NASA”字樣的銘牌
空間激光通信技術(shù)取得重要進展。激光通信技術(shù)以其高速率、小體積、輕質(zhì)量以及高安全性受到主要航天國家的高度關(guān)注。美國和歐洲等在面臨傳輸巨量數(shù)據(jù)需求的情況下,加速開發(fā)和應(yīng)用空間激光通信技術(shù)與系統(tǒng),預(yù)計2020年前后得到廣泛的軍事應(yīng)用,將有效彌補傳統(tǒng)微波通信技術(shù)在傳輸速率、抗干擾方面能力的不足。美國加速開發(fā)和應(yīng)用激光通信技術(shù)。NASA近年來開展了月球激光通信演示驗證、激光通信中繼演示驗證、衛(wèi)星激光測距等一系列項目,對激光通信技術(shù)進行試驗。DARPA也在研發(fā)小衛(wèi)星間激光通信技術(shù),尋求研發(fā)重量不到0.9千克,功率消耗不到3瓦的輕量級激光通信終端,最終目標(biāo)是研制具備太空運行資質(zhì)的小衛(wèi)星間激光通信有效載荷,有望為作戰(zhàn)人員提供更強的衛(wèi)星通信能力。
先進動力技術(shù)有望變革進入空間能力。當(dāng)前傳統(tǒng)液體與固體火箭發(fā)動機基本上已達性能極限,提高空間不大。脈沖爆震火箭發(fā)動機、塞式火箭發(fā)動機等先進動力技術(shù)取得了重要進展,有望突破現(xiàn)有發(fā)動機無法實現(xiàn)的性能,可使運載火箭在大幅降低運輸成本的情況下,提高運載能力。2016年,俄羅斯建造了首臺脈沖爆震火箭發(fā)動機驗證機,并成功進行了系列測試。脈沖爆震火箭發(fā)動機是一種基于爆震燃燒的新型發(fā)動機,爆震波使可爆燃料的壓力、溫度迅速升高。這種發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單、推重比高、耗油率低,具有重大應(yīng)用潛力。