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楼主: 源济

[军事] “高边疆之谋”系列

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 楼主| 发表于 2024-10-29 12:39 PM | 显示全部楼层


高边疆之谋·62|印度将发射52颗卫星,“可监视印度洋”

澎湃新闻特约撰稿 兰顺正
2024-10-21 07:12
来源:澎湃新闻
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据相关媒体10月12日报道,印度莫迪政府批准了价值2700亿卢比 (约32.4亿美元)的“天基监视卫星三阶段项目”,预计在五年内发射52颗基于人工智能技术的卫星,以增强印度的监视能力。

建设多年的天基监视系统

印度天基监视系统(Space-Based Surveillance System,简称SBS)项目由印度国家安全委员会秘书处、国防部综合总部下的国防航天局负责,旨在提高印度军民用领域的陆地和海洋情报感知。SBS目前已经完成了两个阶段,其中SBS-1于2001年启动,发射了4颗监视卫星;SBS-2于2013年启动,发射了6颗监视卫星。

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准备发射的RISAT-2BR1合成孔径雷达侦察卫星。

相关分析认为,印度SBS项目目前发射的主要卫星型号包括RISAT-2和Cartosat系列卫星。

其中,RISAT-2系列为雷达成像卫星。2009年4月20日首颗RISAT-2卫星升空,这也是印度首颗雷达卫星。RISAT-2以以色列“技术合成孔径雷达-1”卫星的雷达系统为基础,并从以色列购买了X波段合成孔径雷达。卫星重300千克,有效载荷100千克,功率750瓦,轨道高度550千米,雷达天线直径5米,分辨率1米,设计寿命5年,聚束扫描模式的分辨率优于1米,每次运行能够生成多幅图像,因此费效比较高、性能优异。该卫星可轻易地“识破”用布或是树叶伪装过的隐蔽营地和运输工具,提高印度的侦察能力,还能用于地质灾害监测、农林业生产、土壤水分分析、地质勘测和海冰等。

2019年5月21日和12月11日、2020年11月7日印度先后发射了RISAT-2B、2BR1和2BR2。RISAT-2B发射质量615千克,运行在555千米的轨道,用于对印度边境和周边海域进行监控。RISAT-2BR1重628千克,设计寿命5年,运行在高度576千米的轨道,卫星采用比此前同系列卫星更大的平台,据称是新的六棱柱体构型,装有直径3.6米的碟形微波网状天线,可为雷达仪器提供2千瓦的功率。RISAT-2BR2重630千克,雷达天线直径3.6米,虽然不能提供全球观测覆盖,但可提供对印度领土和邻国的定期重访飞行,之后该卫星改名为“地球观测卫星-01”。

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印度Cartosat-2E卫星分辨率较高,可用于军事详细侦察。

Cartosat系列卫星又称“制图卫星”,属于高分辨率光学遥感卫星。2005年5月5日,“制图卫星-1”升空,这是印度首颗具备立体成像能力的卫星,设计使用寿命5年,重1.5吨,装有2台全色照相机,分辨率2.5米,幅宽为30千米,可提供生成数字地形模型/数字高程模型的立体像对,还能准确及时地监视印度周边国家的导弹试验及发射情况并可提供清晰的图像。

2007年1月10日,“制图卫星-2”升空,卫星重650千克,载有1台分辨率优于1米的全色相机。2008年4月28日发射的“制图卫星-2A”上装有1台先进的全色照相机,分辨率约为0.7~1米,卫星采用了若干新技术,如相机单轴双镜,基于电光结构的碳纤维增强塑料,轻质、大尺寸镜片,JPEG数据压缩,先进的固态存储器,高能恒星敏感器等。该卫星是为印度军方单独定制的,可使印度有能力对邻国所有的核试爆地点、导弹发射井位置以及部队的集结进行密切监视。卫星重访周期为4天,通过适当的轨道机动可将重复访问周期提高到1天,具有很灵活的机动作战能力,一旦需要随时可以变轨,从不同高度和角度,对一些重要目标实施纵深拍照。

2010年7月12日,“制图卫星-2B”升空,卫星重694千克,携带1台高分辨率全色相机,分辨率0.8米。2016 年6月22日 “制图卫星-2C”升空,卫星重727.5千克,采用高500千米、倾角97.5°的近圆太阳同步轨道,星上携带了全色和多光谱相机,全色分辨率0.65 米,多光谱分辨率2米。2017年2月15日和6月23日印度发射2D和2E,发射质量均为727.5千克,星上携带了全色和多光谱相机,全色分辨率0.65米,这两颗卫星直接由印度国防部负责运行,可为印度军事和政府用户提供快速任务指派和重访能力。2018年1月12日,“制图卫星-2F”发射成功,该卫星与2C、2D、2E 卫星性能指标基本相同。

“制图卫星-3”于2019年11月27日升空,它是“制图卫星”系列的第9 颗卫星,发射质量1625千克,设计寿命5年,运行在高509千米、倾角 97.5°的太阳同步轨道,可为印度军方提供侦察军事活动、侦察边界沿线敌国军事装备的调动情况等。该卫星所载空间相机口径1.2米,采用自适应光学技术,全色分辨率0.25米,并采用多项新技术、新设备,如高敏捷性平台、速度更快的数据处理与传输系统、先进星上计算机与新型功率电子器件和双联万向天线等。

放眼周边的天基监视系统

SBS前两阶段发射的卫星分别采用雷达成像与光学成像,前者不惧黑夜及恶劣天候,后者具备高分辨率,优势互补。据悉,SBS 第三阶段发射的卫星在近地轨道和地球静止轨道运行,能够在互联的基础上收集地球地理情报,增强印度监视能力。这种技术的应用将提高数据处理效率和准确性,使印度能够更快地响应潜在的威胁。

SBS项目一旦完成全部发射,将大大提升印度在印太地区的监视能力,尤其是与邻国争议的实际控制线沿线地区,更强的态势感知能力会不会导致印度在边境地区采取更加主动的军事姿态,进而加剧紧张局势,增加冲突的风险,值得关注。

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印度的LVM运载火箭,该火箭可一箭多星发射监视卫星。

另外,SBS-3计划特别注重探测印太水域的对手潜艇活动。目前卫星监控潜艇的几种主要方法有:利用卫星上的红外传感器捕捉潜艇在航行过程中产生的红外辐射;利用卫星上的可见光或近红外光传感器捕捉潜艇在海面或海洋中反射的光线;利用卫星上的磁力计或磁力仪捕捉潜艇在航过程中引起的海面或海洋中的磁场变化;利用卫星上的合成孔径雷达(SAR)探测潜艇航行过程中因扰动周围海水、以及产生的气泡、涡流等现象从而形成的雷达尾流;通过卫星上的激光发射器向海面发射激光,利用激光的高方向性、高亮度、高单色性等特点穿透一定深度的海水接触潜艇并反射回来;通过被动电子设备接收潜艇发出的无线电信号,对其进行分析和定位。

此外,印度还试图通过国际合作提升其潜艇探测能力。2024年1月,莫迪政府与法国签署了联合建造和发射军事卫星的意向书,旨在加强探测“印太地区”敌方潜艇的能力,并追踪对手在印陆海边界的基建进展。

虽然现在还无法确定印度将通过何种方法从太空监控潜艇,但未来如果SBS-3顺利完成,无疑会对其他国家在印度洋地区的行动构成潜在威胁,通过相关卫星网络,能够增强印度监控他国潜艇动向的能力,从而提前做出战略部署。

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 楼主| 发表于 2025-1-20 03:09 PM | 显示全部楼层

高边疆之谋·63|印度首次实现空间对接,暗藏这一军用潜力

澎湃新闻特约撰稿 唐军
2025-01-20 11:55
来源:澎湃新闻
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印度实现首次空间对接,成为第四个成功实现这一“重要里程碑”的国家。

据“环球网”报道,印度空间研究组织(ISRO)发言人在社交媒体X上表示,印度当地时间1月16日上午9时左右,该组织进行了备受期待的空间对接试验(SpaDeX)。

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印度卫星空间对接后的示意图。

报道援引CNN称,随着新德里巩固其作为全球太空大国的地位,这一成果对其未来的太空任务至关重要。该媒体还提到,在印度之前,美国、俄罗斯和中国是仅有的已经开发和测试对接能力的国家。对于印度这次成功完成空间对接试验,印度总理莫迪16日在社交媒体X上表示祝贺,并称“这是印度未来几年雄心勃勃的太空任务的重要基石”。

空间对接技术除了服务于印度未来载人航天项目和月球探测项目,还可以在其基础上发展在轨操作和在轨服务技术,具备反卫星的潜力。

并不简单的太空“万里穿针”

这两颗卫星在去年12月底发射升空,两颗卫星重量都是220千克左右,一颗是名为“追逐者”的卫星(SDX01),另一颗卫星名为“目标”(SDX02),两颗卫星将在距地球470公里的环形轨道交会对接。

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印度公开进行空间交会对接的两颗卫星。

交会对接包括交会和对接两个部分。交会是指两个或两个以上航天器在空间轨道上按预定时间和位置停靠相会;对接是指两个航天器在空间轨道上通过对接机构相互接触并连成一个整体。

由于该技术复杂度高、精准度高、自主性和安全性要求高,一不小心就会发生追尾碰撞事故或者是“擦肩而过”,功败垂成,因此,被形象地称为太空“万里穿针”。

在此之前,仅有中美俄三国独立掌握这一技术。1966年3月16日,美国航天员在“双子星座8号”飞船上,通过手工操作,实现与无人目标飞行器的对接,实现了人类第一次空间交会和对接。空间交会对接技术是载人航天活动的三大基本技术之一,广泛用于空间站、空间实验室、空间通信和遥感平台等大型空间设施在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援等领域。

航天器之间进行空间交会对接主要采用两种方式:一种是自控方式,另一种是手控方式。人类历史上第一次自动交会对接是,苏联发射的“宇宙188号”无人飞船与“宇宙186号”飞船在太空实现自动对接。

既然是在太空中上演“万里穿针”高难度动作,演砸也是有可能的事情。

根据印度方面公布的资料,两颗卫星将从相距20公里处开始第一次交会对接试验。印度原计划在1月7日左右开展试验,但因准备不足,推迟了第一次交会对接试验。1月9日进行第二次试验,但因两颗卫星在相距225米时,其中一颗卫星发生意外偏离而不得不再次延期。三天后,印度进行了第三次对接试验,但在两颗卫星相距仅剩3米时,因技术问题对接尝试再次终止。直到第四次尝试才获得成功。

印度空间研究组织在任务简报中表示:“在成功对接和加固后,将在两颗卫星脱离对接和分离之前演示两颗卫星之间的电力传输,以开始各自有效载荷的运行,预计任务寿命长达两年。”印度空间组织当天发表声明说,“空间对接试验”是印度未来开展月球任务时航天器进行自动对接的“先驱”。

印度计划于2027年或2028年左右发射“月船四号”月球探测器,探测器将着陆月球南极并采样返回,月球南极采样任务需要对接技术。此外,印度计划在2025年发射载人航天飞船,还提出了空间站计划,这些也需要掌握空间交会对接技术。

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“月船4号”包含两个航天器,需要进行两次发射。

去年9月18日,印度内阁议定并批准了雄心勃勃的“月船4号”月球探测任务,该任务的目标是在月球南极采集月球土壤样本并安全返回地球,计划为此投资210.4亿卢比(约合人民币17.8亿元),探测器计划在2027年发射。“月船4号”任务将发射两个航天器,由于印度缺乏大型运载火箭(低轨道运载能力应大于18吨),所以计划用两发火箭发射两个航天器来完成“月船4号”任务。

这两发火箭分别是LVM3和PSLV运载火箭,第一次将使用LVM3火箭将“月船4号”的探测器、着陆器和上升器的组合器发射到月球轨道,探测器重约5.2吨,主要任务是着陆月球进行采样并将月球样品送到月球轨道,第二次发射是采用PSLV火箭将配备再入返回舱的返回器送到月球轨道,其重量大约为1.5吨,目的是将在上升器的月壤转回到返回器,需要两者对接后将装有月壤的返回舱送回地球。探测器设计的取样容器可装下5公斤月壤,其目标是一次性取回3~5公斤月壤。

印度目前正在推进“加甘扬”载人航天计划,计划今年进行首次无人飞船发射,这也将是本年度世界航天发射的一大看点。过去几年,印度在载人飞船、载人运载火箭、发射场和航天员训练选拔等关键技术上发力,虽然首次发射屡屡推迟,但还是取得了一些技术突破。印度计划在2026年进行首次载人航天发射,一旦获得成功,印度将成为继中美俄之后第四个“独立”掌握载人航天技术的国家。实现载人航天计划是为了建造印度人民空间站(Bharatiya Antariksh Station, BAS),据报道,该空间站计划已完成了第一个模块设计。BAS首个舱体预计2028年左右发射升空,计划2035年全面建成。

印度或在秘密测试天基反卫星技术

两颗卫星在太空中交会对接意味着这种技术具有军用潜力:两颗航天器交会对接是太空中合作目标之间的操作,但掌握这一技术后,也可以对非合作目标(别国的卫星、飞船等航天器)“动手动脚”了,比如使用机械臂“修理”或抓取别国的卫星,导致别国卫星失效。这一技术也可以用于近距离对别国卫星进行侦察和监视。

冷战时期苏联研制的自杀式卫星——共轨式卫星,反卫星过程也需要在轨交会技术。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。这种卫星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机动到目标卫星附近引爆,与敌国卫星同归于尽,该卫星可攻击200千米~2000千米轨道的卫星(轨道面倾角差±5°~±10°)。

在近距离侦察监视别国航天器方面,美俄近几年相互指责对方卫星近距离监视“骚扰”自己的卫星。2020年2月,美国就曾指责俄罗斯卫星“危险靠近”美国卫星。当时美国航天司令部司令兼美国天军空间作战部长雷蒙德上将指责俄卫星“跟踪”美秘密军用卫星,威胁美太空资产安全。雷蒙德所指的这颗俄罗斯卫星的编号为宇宙-2542,被“骚扰”的是美国编号为USA-245的一颗秘密军用卫星。俄方则回应说,俄卫星的运动不对美方空间物体构成任何威胁,更不违反任何国际法的规范和原则。

拥有交会对接技术后就可以发展在轨操作和服务技术。在轨服务包括由服务飞行器对目标航天器实施在轨补给、功能扩展、碎片清除和故障维修等操作。2020年2月,美国完成了首次太空加油任务,诺斯罗普·格鲁曼公司的任务扩展飞行器(Mission Extension Vehicle-1,简称MEV-1)与一颗名为IS-901的卫星进行了对接,将部分燃料送入后者的燃料箱,为其增加了额外5年的寿命。5年后,MEV-1将把IS-901卫星拖曳至“坟墓”轨道分离。如果MEV-1将别国卫星拖入“坟墓”轨道,那就是执行反卫星任务了。

因此,在笔者看来,印度发展空间交会对接技术除了服务于载人航天和月球探测任务,还有发展天基反卫星武器和在轨服务的目的,目前不清楚这次卫星上是否携带了小型机械臂,但印度航天机构宣称,卫星将在轨运行两年,除了再次试验空间交会对接技术,是否有其他的在轨操作值得进一步观察。由于印度曾在2019年进行了陆基反卫星试验,因此,印度很可能也会对天基反卫星武器技术进行秘密测试。

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印度在2019年首次进行了陆基反卫星试验。

2019年3月27日,印度国防研究与发展组织(DRDO)使用反卫星导弹实施了代号为“沙克提任务”的卫星拦截试验,发射的导弹命中了该机构正在使用的一颗人造卫星,试验取得成功。从反卫星导弹外形来看,印度的反卫星导弹基于PDV反导拦截弹发展而来,在反导反卫星一体化发展的趋势下,印度反卫星武器的发展和部署也应该会融入其正在构建的双层反导体系。近期,印度正向国外寻求探测距离超过5000公里的战略预警雷达,这种雷达也具备监视太空目标的能力,可用于支持太空监视和反卫星作战。

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 楼主| 发表于 2025-3-13 01:19 PM | 显示全部楼层

高边疆之谋·64|X-37B深夜低调返回地球,神秘任务引发猜测

澎湃新闻特约撰稿 唐军
2025-03-13 09:16
来源:澎湃新闻
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美国太空军的 X-37B 太空飞机完成第七次任务(OTV-7)后返回地球,成功降落在加利福尼亚州的范登堡太空军基地。

美国太空军作战部长钱斯・萨尔茨曼(Chance Saltzman)表示,此次任务展示了 X-37B 在不同轨道区域灵活完成测试和实验目标的能力。X-37B 项目主任布莱恩・斯图尔特(Blaine Stewart)则认为,此次任务为 X-37B 项目书写了新篇章,标志着美国太空军动态任务能力的显著提升。

X-37B深夜低调返回地球,美国官方对此次神秘任务“犹抱琵琶半遮面”的表态,这引发了外界的讨论和关注。分析认为,美国大力研发和试验太空作战技术将加剧太空军事竞赛,不利于全球战略稳定。

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X-37B在美国当地时间3月7日凌晨返回地球。

X-37B在轨执行任务434天

值得一提的是,在X-37B返回前半个月,美国太空军2月21日首次公布了其神秘的X-37B拍摄的地球照片。

据环球网报道,照片由美国国防部下属“国防可视化信息服务”(DVIDS)网站21日发布,显示了X-37B机载摄像机在2024年执行第七次任务时拍摄的地球画面。美国太空军表示,这张照片是X-37B在“在高椭圆轨道上进行实验时”拍摄的,摄像机本身主要用于“确保飞行器的健康和安全”。图片说明指出,X-37B的第七次任务首次包括一系列空气制动操作,使用最少的燃料改变轨道。

美国媒体称,X-37B的相关信息十分神秘,向公众公开更是十分罕见。鉴于X-37B及其任务仍处于高度机密状态,这种保密程度并不令人意外。这反过来也引发了人们对其功能的诸多猜测,包括它们作为天基情报、侦察和监视 (ISR)平台或太空武器平台的潜在用途。

这架执行第七次任务的X-37B于2023年12月28日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射。本次发射首次由“猎鹰重型”运载火箭执行,这也是X-37B首次被送往高轨道执行任务,之前六次活动都在低轨道。这次X-37B在太空中停留了434天,并不是最长的一次。最长的纪录是在第六次任务中创造的,达到了908天(从2020年5月17日到2022年11月12日)。根据统计,X-37B之前的任务持续时间分别是780天(2017年9月7日至2019年10月27日)、718天(2015年5月20日至2017年5月7日)、674天(2012年12月11日至2014年10月17日)、468天(2011年3月5日至2012年6月16日)和224天(2010年4月22日至2010年12月3日)。

过去十余年,在美国军方的“宣传”和媒体频繁的报道下,大众已经熟知了X-37B的存在,甚至这款航天器成为美国为未来太空战做准备的最好例证。X-37B长约8.8米,高2.9米,翼展略小于4.6米,发射重量4.99吨。X-37B的有效载荷舱长2.1米,宽1.2米,相当于皮卡车车厢的大小,由于采用模块化设计,载荷舱可根据任务搭载不同载荷。从外形和发射方式来看,X-37B其实就是一架无人小型航天飞机,并不是严格意义上的空天飞机。

美军将X-37B称为轨道试验飞行器,尽管美国空军已经公布了 X-37B 运载的一些有效载荷,但是这架航天飞机的大部分机载设备以及轨道活动的细节都是保密的。这种保密性引起了外界诸多猜测。此次飞行器将进行广泛的测试和实验目标,这些测试包括在新的轨道状态下操作可重复使用的航天飞机,试验未来的太空领域感知技术以及调查辐射对美国国家航空航天局提供的材料的影响。美国太空军在X-37B返回地球后称,在轨道上,OTV-7任务完成了一系列测试和实验目标,旨在展示X-37B强大的机动能力,同时测试太空域感知技术。

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在第七次任务期间,从X-37B机载相机拍摄的地球照片。

X-37B向作战航天器演进?

之所以这次X-37B的第七次任务备受关注,主要是因为这次X-37B首次被送入了高轨道,此前六次都是被送往低轨道。芬兰天文学家托米·西蒙拉(Tomi Simola)通过持续观测,已于2024年2月发现OTV-7位于38840×323公里、倾角59.1º的高椭圆轨道(HEO)上。

这次任务提到了首次使用的一系列空气制动(Aerobraking)机动的重要性,这“展示了X-37B提供的敏捷和灵活的能力”。当航天器改变轨道时,一般发动机执行一次或多次点火,但是这个过程需要消耗大量推进剂,这意味着每个航天器在需要补充燃料或被带出轨道之前只能进行次数有限的点火。相比之下,大气制动利用地球大气层的摩擦阻力来帮助引导航天器进入新的轨道。

这种新的变轨技术获得了美国太空军的肯定。根据媒体报道,美国太空军领导层表扬了X-37B团队的这种新颖操作。美国太空军作战部长钱斯·萨尔茨曼在一份声明中说:“这是X-37B首次进行这类操作,对美国太空军来说是一个非常重要的里程碑,因为我们正在寻求拓展我们在这一具有挑战性的领域的资质和能力。”

这一技术突破为未来动态太空作战奠定了坚实基础。以往有些评论称X-37B为太空战斗机或空天飞机,现在来看,X-37B正在朝着这一目标前进,活动在高轨道的X-37B随时可以“降维打击”低轨道的航天器。笔者之所以认为X-37B项目正朝着太空作战演进,除了上面提到的变轨技术,还有这次任务包含了太空态势感知试验。据称,这次任务还会在太空进行的测试包括“未来太空领域感知技术”的试验。

简单地说就是在高轨道监视跟踪别国卫星,目的是提升美国军队的太空态势感知能力。也就是说X-37B平时可以在高轨道跟踪监视别国航天器,战时就通过新的变轨技术攻击或者破坏他国低轨道的航天器。现在,美国越来越重视太空态势感知能力的构建。2023年,美国太空军发射了一颗名为“沉默巴克”的军用卫星,美军没有公布该卫星的具体用途,但分析认为,“沉默巴克”是一种高轨道太空态势感知卫星,运行在地球同步轨道。

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火箭整流罩内的X-37B飞行器。

X-37B被分配给太空部队主要负责“轨道战争”的单位,也意味着它们具有明确的军事角色。这个单位就是“太空三角洲9”,其肩负着一项仍然非常模糊的“轨道战”任务,使命是准备、展示和投射指派和配属部队的焦点,以执行保护和防御行动,并为国家决策当局提供阻止轨道威胁的反应选项。

值得注意的是,这次返回范登堡的X-37B上涂有美国太空部队的标志,而不是前一次OTV-6任务期间涂上的美国空军标志。分析认为,这一变化也可能反映了越来越大的努力,即向公众传达太空对军事行动(和日常生活)的重要性,以及美国政府正在就这些问题采取什么措施。

需要指出的是,美国太空军在今年表示,他们没有计划将X-37B作为作战飞行器使用,但它所进行的各种实验将为美国未来任何航天飞机设计提供借鉴。在2025年空军与太空部队协会战争研讨会上,太空军透露,任何在未来建造超出两架现有试验飞行器的额外平台的计划,都将根据国家的需求进行评估。这也就是说现在太空军还没有增加X-37B数量的计划,但是考虑到特朗普非常重视太空作战力量的建设——太空军就是在他第一个任期内独立成为一个新的军种,因此,美国未来是否会增加X-37B数量或者以X-37B为基础发展专门的作战航天器,值得高度关注。

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 楼主| 发表于 2025-4-3 02:49 PM | 显示全部楼层

高边疆之谋·65|美军欲研制“太空航母”,游戏规则要变了吗?

澎湃新闻特约撰稿 兰顺正 
2025-04-03 07:46
来源:澎湃新闻
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据《科技日报》日前报道,美国商业航天公司Gravitics宣布其已被美国太空军选中设计和演示一种“轨道运载机”,项目投资高达6000万美元。

“轨道运载机”就像航空母舰搭载战机在大洋中游弋,得到命令时起飞战机去作战,轨道运载机则搭载着卫星在太空中围着地球绕行,必要时释放卫星执行各种任务。

太空中的“预制舰”

笔者认为,轨道运载机其实更像是一种“太空装备预制舰”。装备预制舰是美国军事海运司令部的重要组成部分,通过在全球关键区域预先部署作战物资,包括弹药、食品、饮用水、油料及战斗装备等,以减少对海外基地的依赖,加快后勤保障的快速反应能力。而轨道运载机的核心设计理念,是将传统运载火箭的 “一次性发射”升级为“轨道预置+按需释放”的模式。Gravitics发布的示意图显示,轨道运载机的主体结构类似圆柱形空间站,内部可容纳多颗折叠太阳能板的卫星,通过自主推进系统在近地轨道长期驻留。

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Gravitics公司公布的“太空航母”概念图。

有消息称,轨道运载机在太空中具备多维度机动能力,通过高精度推进器组合,它可实现轨道高度调整、姿态控制甚至规避碎片碰撞。同时,为保障卫星长期储存,舱体采用多层隔热材料与主动温控系统,在极端温差(-180℃至 120℃)下维持设备性能。此外,特殊设计的辐射屏蔽层可抵御太空粒子流,延长卫星的寿命。

这种设计突破了传统火箭“发射即消耗”的局限,将卫星部署从 “地面准备—发射入轨”的链式流程,转变为“轨道待命—即时释放”的并行模式,这对于提升快速响应空间能力意义重大。

Gravitics首席执行官柯林·道恩表示,“轨道运载机改变了游戏规则,可充当太空中的预置发射台。它绕过了传统的发射限制,使航天器操作员能根据需要快速选择部署轨道”。

“空间响应能力”的大变革

当今随着航天技术的发展,外层空间利用已逐渐成为各国关注和发展的大方向,外空所涉及的国家安全、经济等利益与日俱增,但随之而来的就是航天器受到的威胁也越来越大。一方面由于各种航天活动频繁,导致目前近地空间漂浮着多达70万件太空垃圾碎片,这些碎片是其他航天器轨道上的“拦路虎”。另一方面随着相关国家太空军事化步伐的加快,未来在太空爆发军事冲突的可能性大大增加,而卫星在各国军事体系中的地位可谓举足轻重,因此在未来军事冲突中围绕军用卫星等航天系统展开的攻防对抗将很难避免。

针对以上问题,“快速响应空间能力”概念应运而生。快速响应空间能力指的是在己方太空能力受损,或由于突发事件(如发生特大自然灾害)急需太空能力时,在短时间内发射备用卫星补网或强网的能力。传统航天发射准备时间往往需要数月,而快速响应空间能力的关键就是突出一个“快”字。

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2023年9月15日,萤火虫太空运输服务公司的“阿尔法”火箭从加利福尼亚州范登堡基地起飞,成功完成了美国太空部队的一次快速响应发射任务。

美国在相关领域早已投入了大量的精力。美国空军最早提出“太空快速响应”(ORS)的概念,重点强调在接到需求命令后,全部的开发工作可在6至9个月内完成;从提出作战需求到航天器部署完毕,只需要几天或者几周时间。在卫星方面,美国国防部在2002年就已经开始了相关的研究,2003年美国国防部转型办公室正式提出了“战术卫星”的相关概念,意图构建低成本而且具备快速反应能力的空间平台来负责在战场当中的快速侦察。而在发射能力方面,美国的长远目标是拥有快速响应的可重复使用运载器,目前的技术解决方案主要有3种,包括空射型运载火箭、基于洲际弹道导弹设计思想的陆基火箭以及可重复使用运载器。

资料显示,目前美军将快速发射系统按照响应级别划分为0~4级。其中0级是指系统在发射台、就位的船只或飞机上准备完毕,加注完好,准备按指令发射,且所有轨道计算都已完成,并装入地面和箭上计算机。1级是指系统集成完整,保持在发射台或船上,尚未加注推进剂,这种状态实际上可以无限期保持。2级是指系统处于贮存状态,有效载荷和运载器尚未集成,有效载荷已组装好、包封在运载火箭整流罩内,并可以向上加载某些软件,人员处于警戒状态(2级) ,或不处于警戒状态(2a级)。3级是指航天器大部分组装完成,一个或多个即插即用的组件也已造好,但未组合成一体。4级是指航天器 (快速响应航天器) 和有效载荷两者的即插即用组件都已造好,并准备按照新确定的飞行任务要求进行组装和测试。

轨道运载机的出现无疑为“快速响应空间能力”的发展提供了一条新思路,也标志着太空军事博弈或将进入“轨道预置时代”。相比之前需要时从地面紧急发射补充的模式,轨道运载机可预先搭载卫星在目标轨道附近待命,一旦出现紧急需求(如敌方摧毁关键卫星),数小时内即可释放载荷并完成部署。这种能力对军事行动意义重大,例如在冲突爆发时,轨道运载机可迅速补充侦察、通信卫星,重构战场感知网络;而在太空攻势行动中,轨道运载机也可用于释放干扰装置或破坏装置,瘫痪敌方空间系统。未来如果以此为基础继续改进,使其具备空间捕获、维修或燃料加注能力,则可以充当太空补给修理船,提高己方航天器的生存能力和工作时间。另外从民用角度考虑,轨道运载机或许可以帮助打开太空经济的新维度。

以太空物流为例,以往传统卫星发射需经长时间的准备,而轨道运载机可预先搭载卫星在目标轨道待命。这种“太空仓储”模式将发射响应时间从周级压缩至小时级,为商业航天提供了“即时货架”。在具体应用中,通信公司可快速补位失效卫星,农业监测企业能动态部署遥感星座,甚至影视剧组也可临时发射专用拍摄卫星。

未来如果轨道运载机具备了修理整备功能,同样可以用于民用卫星的在轨检修与功能升级,如更换失效部件,向模块化接口加装新型载荷等;而轨道运载机所采用的温控系统与辐射屏蔽技术,也为卫星提供了理想的在轨养护环境,使立足于卫星维护的“太空4S店”成为可能。此外,轨道运载机的多星异轨部署能力可支持“太空摆渡车”模式,通过多次点火将卫星精准投送至不同轨道,效率较传统“一箭多星”技术将会有明显的提升。

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