自1957年蘇聯發射第一顆人造衛星開始,宇宙空間逐漸成為新的戰略"高地".2006年美國《國家空間政策》明確表示:"美國的國家安全嚴重依賴于空間能力,而且這種依賴性將越來越強."①目前,空間能力已經成為美軍當前及未來作戰的基礎,美國21世紀國家安全委員會第三階段報告明確表示:
"如果不依靠太空中的各類系統,美國軍隊將無法在世界上的任何地點執行重大的作戰任務."②這種情況下,面對新世紀的太空挑戰,美軍提出了空間態勢感知\\(SSA, Space Situational Awareness\\)③這一概念.對于這種新型的空間作戰能力,美軍極為重視,僅美國國防部就計劃從2006財年至2015財年投資53億美元,用于美軍空間態勢感知能力的建設.④一旦這種能力全面建成,美軍對空間信息的控制力將大大增強,從而保證美軍在未來空間對抗中占據絕對優勢.
一、美軍對空間態勢感知的認識
美軍的空間態勢感知概念最早來源于空軍.1956年,美國空軍以研發"貝克-納恩"光學衛星追蹤照相機為起點,開啟了美軍對空間目標的監視.
經過幾十年的發展,美軍建成了一個由地面光學和雷達系統為主、配合少量天基設施的空間監視網\\(SSN,space surveillance network\\).美軍空間態勢感知的基本理念和基本能力,就建立在空間監視網之上.但是,相比于空間監視網,空間態勢感知的內容與能力要求都已經大大擴展和加深,早已超出了"監視"的范疇.美國空軍航天司令部前司令克林頓就曾指出,空間態勢感知所需要的將遠遠超過監視,它需要"能夠識別那里發生了什么,了解對方的任務是什么,并最終確定它的意圖是什么".⑤2004年,美國空軍發布了第一個有關空間對抗的條令文件《空間對抗作戰》.⑥該文件第一次對"空間態勢感知"作出明確定義:"空間態勢感知是對任何經由空間環境的、與空間相關的條件、障礙、能力與活動充分了解的產物.獲得空間態勢感知能夠在整個地球空間作戰范圍內支援各級計劃人員、決策者和作戰人員."⑦2006年,美國空軍在修訂后的空軍條令文件《空間作戰》中,將空間態勢感知加入美國空軍空間作戰的術語中,并給出了定義:
"空間態勢感知是對現在和未來、敵我雙方所有空間事件、威脅、活動、條件,以及空間系統\\(空間、地面、數據鏈\\)狀態、能力、限制和運用情況的當前及預測性了解,從而使指揮官、決策者、計劃人員、操作人員能夠獲取并維持頻譜沖突中的空間優勢.
2010年3月,美國防部在向國會遞交的《空間態勢審查中期報告》中再次明確了空間態勢感知的定義:"空間態勢感知是有關空間目標的、空間作戰所依賴的,包括物理域、虛擬域、信息域和人類域在內的作戰環境,以及所有正在或準備實施空間作戰實體的所有要素、活動和事件的必需的、基礎性的、當前的和預測性的知識與描述."①通過以上三個權威定義,我們可以發現美軍對空間態勢感知的定義不斷完善,期望也越來越高.它希望通過發展該項目實現對空間目標全天候、無死角的監控,實時獲取空間環境變化數據,提前預知對手的空間行動,從而牢牢掌握空間制信息權.
美軍空間態勢感知的基本設定可以概括為:一個基本內容、三項主要基本任務、四項主要職能能力.
\\(一\\)一個基本內容.美軍空間態勢感知包括情報、監視、偵察、環境監控、指揮與控制五大部分.它是所有空間行動所需的C3ISR\\(指揮、控制、計算機、情報、監視與偵察\\)和環境數據.根據美國空軍條令文件《空間對抗作戰》、空軍航天司令部《空間對抗任務區域計劃②、國防部《空間態勢審查中期報告》等美國官方有關空間態勢感知建設的文件,我們可以對美軍空間態勢感知的內容有一個比較清晰的了解.空間態勢感知包含了傳統的空間監視、對特定空間資產更為具體的偵察,以及對空間環境及其影響的分析.同時,它還包括收集、處理、融合、評估不同來源的數據與信息,并將其融合為可行動情報,分發至決策者及其他用戶.具體來說,它至少應該包括:\\(1\\)對軌道目標的持續感知;\\(2\\)實時搜索與高保真信息的獲取;\\(3\\)對威脅的探測、識別與定位;\\(4\\)在地緣政治環境下,對外國空間能力與意圖進行預先的情報收集與分析;\\(5\\)為友軍的空間系統提供全球報告能力.
\\(二\\)三項基本任務.空間態勢感知有三項基本任務:發現、定位與追蹤,目標選擇與接觸,評估.這些任務的完成能夠確保計劃人員、作戰人員與指揮人員擁有連貫的作戰空間感知.\\(1\\)發現、定位與追蹤.發現、定位與追蹤空間目標、信號和地面節點的能力,是攻擊對手空間能力,保護己方空間能力,評估對中立方空間資產所產生的附帶效果,以及了解作戰環境的基礎.發現、定位與追蹤的一項重要任務是描述空間系統、信號、環境與威脅的能力.這種描述能夠建立有關系統如何運行、如何使用信號、如何對條件變化作出反應、對己方/敵方作戰構成何種威脅,以及其他重要因素的知識.了解自己的空間系統及其面臨的威脅,能夠增強自身保持攻擊、承受攻擊、響應攻擊的能力.\\(2\\)目標選擇與接觸.描述數據增強了我們確定某種空間能力的能力,同時也經常能夠為達到理想的效果提供更靈活的選擇.沖突解除在空間對抗行動中與在其它軍事行動中一樣重要.必須實現電磁頻譜和物理上的沖突解除,以避免誤傷及與其他方面產生沖突.\\(3\\)評估.對進攻性空間對抗作戰或防御性空間對抗作戰的結果進行評估是至關重要的.評估環境或威脅是否正在產生效果的能力,是確保作出合適反應的關鍵.有效地計劃與實施ISR\\(情報、監視與偵察\\)行動是作出準確評估的關鍵.
\\(三\\)四項主要職能能力.美軍空間態勢感知具備強大的能力.美軍空間態勢感知一體化辦公室將空間態勢感知劃分為15種國家空間態勢感知能力\\(SC,即SSA Capabilities\\).這15種能力是:SC01,監控并描述自然環境;SC02,維持總體的空間物體數量;SC03,維持小型空間物體的數量;SC04,監控地球空間資產;SC05,探測并處理空間事件;SC06,提供準確的位置信息;SC07,描述空間系統的屬性;SC08,描述空間系統的功能;SC09,描述空間系統的用戶與網絡;SC10,描述空間系統以進行快速響應;SC11,確定合作空間力量的狀態;SC12,提供異常/攻擊數據;SC13,提供空間態勢感知信息服務.SC14,確定非合作方的戰略與戰術;SC15,整合并分發SSA數據.①為了進一步突出重點,美軍又規定了四項空間態勢感知主要職能能力:\\(1\\)探測、追蹤、識別--發現、追蹤、區別空間目標的能力;\\(2\\)威脅預警與評估--在潛在攻擊與真實攻擊、空間天氣環境影響和空間系統異常之中做出預測與區別;\\(3\\)情報描述--確定國外現有及未來空間系統和空間對抗系統的性能與參數,以及國外對手的意圖;\\(4\\)數據整合--將多來源數據進行關聯并整合為單個通用作戰態勢圖,使動態決策成為可能.
二、美軍空間態勢感知能力建設
自21世紀初空間態勢感知正式啟動以來,美軍有效整合了已有的空間態勢感知資源,并以此為基礎大力發展新型能力.截至目前,美軍已經建立起一個比較完整的空間態勢感知體系,具備了比較完善的空間態勢感知能力.
\\(一\\)美軍空間態勢感知能力建設的組織體系.基于空間態勢感知的重要性與復雜性,美軍在空間態勢感知建設上,逐步形成了以國防部與國家情報總監辦公室為領導,美國軍方與情報界為主要建設力量,其他民事、商業、國外機構為補充的建設格局.
根據2010年《國家空間政策》的要求,美軍空間態勢感知建設工作由國防部長負責,國家情報總監協助.具體來說,就是國防部長與國家情報總監,經過與其他相關機構領導的協商,維持并整合空間監視、空間情報等信息以發展準確、及時的空間態勢感知.其中,國防部長應該在國家情報總監的支持下,負責空間態勢感知能力的發展、采購、運行、維護和現代化.國家情報總監應該利用空間監視信息,整合有關國外空間能力的全源情報,以提供支援空間態勢感知的增強型情報產品.③美國軍方與情報界承擔了美國空間態勢感知建設的主要工作,其涉及國防部及其下屬機構、各軍種、各聯合總部,以及情報界的大部分成員.美國軍方的工作,根據長期以來的傳統和目前的分工,主要由美國空軍和美國戰略司令部承擔.空軍具體負責設計國家空間態勢感知結構,領導空間態勢感知裝備的研發,并承擔相關條令條例的編寫頒發.美國戰略司令部負責計劃并實施國防部的空間行動.它主要通過配屬的各軍種航天司令部整合以空間監視網為主的空間監視力量,同時利用下屬的負責空間的聯合職能,組成司令部的聯合空間作戰中心維持空間態勢感知.美國情報界在空間態勢感知中扮演著非常重要的角色,一方面它參與具體的ISR任務,但更關鍵的是在分析支援上發揮了重要作用.
與此同時,大量的民事機構、商業機構、國外機構都參與了美國空間態勢感知的建設,并發揮了重要作用.例如,美國國務院負責涉及空間態勢感知的國際事務,美國能源部則通過其擁有的傳感器,提供用于空間態勢感知的空間氣象數據.據統計,目前整個空間態勢感知利益攸關方共有39家,涉及軍界、情報界、政府民事機構、商業界以及部分國外情報機構.④具體的空間態勢感知參與方可以參見表1.
\\(二\\)美軍空間態勢感知能力建設的主要工作.在空間態勢感知能力建設上,美軍的重點是完善空間態勢感知力量體系,希望建立一個由陸、海、空、天各類傳感器組成的服務于空間態勢感知的全方位ISR體系.當前,美軍空間態勢感知能力建設主要分三個方面進行.
一是對原有陸基ISR設備進行延壽與升級,以避免能力斷層.美軍空間態勢感知所使用的ISR設備中很大一部分來自于原有的空間監視網,以及空軍、海軍、陸軍等原有的傳感器.這些設備對于維持有效的空間態勢感知依然發揮著重要作用,但是這些設備的硬件與軟件都已經老舊不堪且難以得到支援,例如,最早的"磨盤山"雷達服役于1957年,已經使用了50多年.為了讓這些設備能夠繼續發揮作用,避免出現作戰能力的"空窗期",美國啟動了大規模的延壽與升級工作.美軍的服役壽命延長計劃\\(Service Life Extension Programs,SLEPs\\)分別針對1969年服役的AN/FPS-85型相控陣雷達、20世紀80年代早期服役的陸基光電外層空間監視望遠鏡\\(GEODSS\\)和1999年服役的Globus II型機械雷達.升級計劃主要是"干草堆"超寬帶衛星成像雷達升級計劃.該計劃旨在通過增加W波段能力和提高成像分辨率來升級現有的X波段"干草堆"成像雷達,以改善近地軌道目標描述能力和外層空間目標追蹤能力.
二是研發新型空間ISR設備,以進一步提高信息獲取能力.近年來,由于空間目標的不斷增多和世界主要強國空間能力的增強,尤其是受2007年中國反衛星試驗和2009年俄羅斯廢棄衛星與美國銥星相撞事故的影響,美國加大了在新型空間態勢感知設備上的投入,以進一步提高態勢感知能力.美國新階段空間態勢感知能力的發展以陸基傳感器系統為基礎,逐步加強天基ISR設備的建設,努力彌補原有監視網絡的短板.目前主要進行四個項目的研發.\\(1\\)天基空間監視\\(Space Based Space Surveillance,SBSS\\)系統.由美國空軍主導開發,包括一個使用光電望遠鏡的衛星,以及相關的指揮、控制、通信與地面處理設備.該系統取代了2008年停止工作的中期空間試驗型天基可視傳感器,用于搜集地球軌道上目標的位置與特征數據的能力.天基空間監視系統預期能夠提高及時的探測、追蹤與識別數據的能力,從而極大地提高國防部了解空間內,尤其是地球同步軌道上衛星與其他目標位置信息與任務信息的能力.
2010年該系統首顆衛星發射升空,標志著該系統Block10階段初步完成.該衛星的任務周期預計約為五年半.空軍與國防部正在研究為天基空間監視系統提供后繼能力的方案.\\(2\\)快速攻擊識別探測與報告系統\\(Rapid Attack Identification Detection and Reporting System,RAIDRS\\).美國空軍的快速攻擊識別探測與報告系統為陸基系統,包括天線陣與數據處理設備.該系統能夠通過C、X、Ku三個波段,快速探測并報告針對國防部衛星通信資產的電磁干擾攻擊.空軍于2005年3月開始啟動該項目,2008年該系統具備初始作戰能力.\\(3\\)太空籬笆\\(Space Fence\\)項目 .太空籬笆是美國空軍的一種新型陸基相控陣雷達系統,是美國空間態勢感知能力發展中投資最大的單個項目.太空籬笆將取代日益老化的空軍空間監視系統,并通過使用更高的頻率來擴大覆蓋范圍,探測、追蹤更小的地球軌道目標.該系統包括三個地理上分布式部署的雷達站.這三個雷達站將部署在澳大利亞、南太平洋的阿森松島,以及馬紹爾群島中的夸賈林環礁.但是,出于效費比的考慮,美軍正在打算將三個雷達站削減為兩個.目前,該項目還處于技術研發階段.預計美國2015財年年底,第一個具備初始作戰能力的太空籬笆雷達站將開始工作,而在2020年底前,所有雷達站都將具備完全的作戰能力.\\(4\\)空間監視望遠鏡\\(SpaceSurveillance Telescope,SST\\)項目.美國國防高級研究計劃局主導該研究項目,計劃設計一種裝備大型焦點平面天線的先進陸基光電望遠鏡.該系統將建在新墨西哥州的白沙導彈靶場.空間監視望遠鏡將能夠對一個廣闊的區域進行快速搜索,并對外層空間內的小尺寸目標進行探測、追蹤和特征描述,且能力將得到極大提高.
除了以上四個主要項目外,美國還在不斷推進其他天基空間目標監視系統的研制,這些系統雖然不是專門用于空間態勢感知,但可以為其提供支援,主要有:軌道深空成像\\(orbit deep space imager,ODSI\\)系統、天基紅外預警系統\\(space based infrared reconnaissance system,SBIRS\\)、空間跟蹤與監視系統\\(spacetracking and surveillance system,STSS\\)等.
三是研發聯合空間作戰中心①任務系統,以改善空間態勢感知的指揮控制能力.聯合空間作戰中心任務系統\\(Joint Space Operations Center MissionSystem,JMS\\)是美軍針對海量空間態勢感知數據處理問題而研發的,它將能夠整合數據,并為空間態勢感知和空間部隊的指揮與控制提供實時信息.
美國空軍于2009年開始該系統的采購工作,最后的交付工作將在2016年完成.聯合空間作戰中心任務系統被歸類為一種自動化信息系統,它將向負責空間聯合職能組成司令部提供一體化網絡中心空間指揮與控制能力,以及空間態勢感知能力.它在建成后將發揮三種作用:\\(1\\)減少實現關鍵步驟的作戰處理時間;\\(2\\)能夠處理新型傳感器收集的大幅增加的觀測數據;\\(3\\)能夠提高空間態勢感知數據在政府、民事機構、商業機構以及海外伙伴之間進行共享的自動化水平.聯合空間作戰中心任務系統是提供與增強空間態勢感知能力的關鍵所在.這主要是由于目前的空間指揮與控制能力依賴于陳舊的軟件與硬件系統,而這些系統已經不能有效處理由空間態勢感知傳感器系統搜集的大量數據,使其大部分無法被迅速使用.
\\(三\\)美軍空間監視網.美軍空間態勢感知能力之所以能夠快速建立起來,關鍵就是利用了美軍原有的空間監視網.在某種意義上,甚至可以說美軍空間態勢感知體系是美軍空間監視網的能力增強版.因此,通過對美軍空間監視網的研究,結合上文所述的新型空間態勢感知能力,我們可以勾勒出美軍空間態勢感知能力建設的現狀.
美軍空間監視網由美國戰略司令部負責,現共包括29處地面站點,以及2010年具備初始作戰能力的SBSS.地面站點分布在全球17個地方,主要設備為各種雷達、光學傳感器、空間目標識別系統,一個通信網絡和兩個進行數據處理的作戰中心\\(一個主要中心和一個備用中心①\\).該網絡整合了美國國防部、空軍、海軍、民事機構,甚至盟國的資源.根據傳感器所屬機構和用途的不同,這些監視設備共分為三類:\\(1\\)空間監視網專用傳感器,由美國戰略司令部運行,其主要任務是支援空間監視;\\(2\\)空間監視網配屬傳感器,由美國戰略司令部運行,其主要任務不是空間監視,而是諸如彈道導彈預警、發射靶場支援等,但是也可以提供一定的空間監視能力;\\(3\\)參與空間監視網的傳感器,由其他機構運行,根據相關協議和合同,在美國戰略司令部提出請求時,提供空間監視支援.表2提供了美軍空間監視網主要地面傳感器信息.
三、美軍空間態勢感知能力建設特點
美軍空間態勢感知能力建設主要有以下特點:
第一,制定先進的能力指標,保證控制太空的最終目的.空間態勢感知是美軍實現空間控制的關鍵一環,是保證美軍太空優勢的基石.為此,美國對空間態勢感知提出了很高的能力要求.一是,在區域上,空間態勢感知是有關空間目標的、空間作戰所依賴的包括物理域、虛擬域、信息域和人類域在內的作戰環境,即實現空間范圍內全方位、全頻譜的感知.二是,在時域上,美軍在空間態勢感知的內容上不斷強調持續感知、實時搜索、不間斷監視,即實現全天候、實時感知.三是強調準確性,美軍要求空間態勢感知信息必須準確反映空間情況,例如有關空間目標的情報必須反映目標的準確位置、屬性,乃至目標的具體性能、參數,即實現精確感知.四是突出預測能力,美軍非常強調感知的預測性,空間態勢感知的根本目的在于向決策者提供準確、及時、充足并經過分析的空間情報,從而實現對未來空間態勢的正確判斷,即實現預測性感知.
第二,大量研制新技術、部署新裝備,確保能力的優越性.出于有效控制太空的目的,美軍在建設空間態勢感知的過程中,針對現有能力的不足,大量運用新技術、部署新裝備,力求實現對潛在對手的"代差"優勢.美軍原有的空間態勢感知設備以地面雷達系統、光學傳感器為主,雖然在數量和質量上已經領先全球,但也面臨以下挑戰:\\(1\\)傳統陸基傳感器具有先天的局限性,容易受地形、天氣條件、大氣環境的影響;\\(2\\)在用的陸基傳感器均服役了較長時間,性能有所下降且對新的作戰環境有一定的不適應;\\(3\\)新世紀以來各國空間能力都有不同程度的發展,空間目標數量大大增加,潛在對手的空間對抗能力大大增強.因此,美軍沒有僅僅滿足于已有的能力,而是開展了多個空間態勢感知相關系統的研制.2006-2015財年,僅直接服務于空間態勢感知的項目,美軍就單獨或聯合開展了30個,涉及SBSS、SST、Space Fence、JMS、RAIDRS等多個項目,總投資近50億美元.這些項目包含了新型陸基ISR系統、天基空間監視系統、數據處理分發系統等.這些新裝備提高了美軍空間態勢感知各個環節的能力,有力地確保了其整體效能的優越性.
第三,充分利用已有資源,實現能力的快速成型.美軍空間態勢感知體系在相對較短的時間內得以初步建立,一個重要的原因就是美軍在建設空間態勢感知中充分整合并利用了已有的資源.美軍在建設空間態勢感知的過程中,大規模地使用了國防部、各軍種、情報界的資源,例如,各軍種的空間監視系統被直接用于執行空間態勢感知任務;重點發展的SBSS就是基于之前"中段空間試驗衛星"的驗證成果研發的.其中,最重要的就是將空間監視網納入了空間態勢感知能力建設的范疇.美軍空間監視網經過50多年的發展,已經建立起了一套完善的情報、監視、偵察、指揮、控制、通信以及信息處理分發體系.以這樣一個比較完善的網絡為基礎,保證了美軍空間態勢感知建設的事半功倍.這樣的發展方式,避免了另起爐灶,節約了寶貴的時間.
第四,注重與民事機構合作,降低成本、提高效率.空間態勢感知是一個龐大而又復雜的命題,涉及軍事、經濟、科技、外交、情報等多個方面.在這種情況下,美軍選擇了與政府機構、商業界、學術界和海外伙伴合作開發,通過共建空間態勢感知系統、共享空間態勢感知數據、共用空間態勢感知產品的方式,合作發展空間態勢感知能力.目前,這項工作卓有成效,已經有39家利益攸關方參與了該項目.這種方式一方面分攤了巨額的研制經費,另一方面也可以利用各方資源支援空間態勢感知建設.首先,經費上,空間態勢感知建設如同一個"吞金獸",所需的建設費用遠遠超出了國防部擬投入的幾十億美元,這些資金缺口就有賴于其他機構的投入.其次,多方參與也使美軍可以利用更廣泛的資源來建設空間態勢感知,比如,美軍可以直接利用編制外的衛星或地面傳感器數據,甚至借用他國領土建設位置優良的監測站等.再次,通過這種發展方式,其潛在的商業價值也是非?？捎^的.有理由相信,現在美軍發展中的空間態勢感知系統,將會與之前的全球定位系統一樣,在獲取巨大軍事利益的同時,也會拓展出大量的經濟效益,成為又一個軍民合作的典范.
