翟嘉琛 谢豪 赵颢翔 李国文
2024 年 2 月 4 日，美国太空发展局和美国导弹防御局向地球轨道发射了六颗人造卫星，其中包括两颗 HBTSS（高超音速导弹和弹道导弹的空间传感器）卫星，旨在跟踪高超音速和弹道导弹，以及其他复杂的空中目标， 和四颗PWSA（扩增作战部队太空架构）卫星。根据太空发展局技术总监弗兰克·特纳的说法，HBTSS和PWSA卫星将是第一个能够直接控制地面武器系统的卫星。美HBTSS和PWSA卫星的成功组网，或将意味着在美国眼中，导弹行踪暴露无遗。
HBTSS——高超声速武器的监视器
HBTSS的前身，是美军导弹防御局正在努力建造的高超音速和弹道追踪空间传感器，是一种在轨道上的传感器层，能够检测和追踪该国目前的导弹防御体系结构无法处理的高超音速武器，该系统计划被内置到航天局低地球轨道卫星群中。HBTSS（高超声速和弹道追踪空间传感器）项目旨在开发一种功能强大，价格合理，生存能力高且扩展能力强的太空传感器，用以探测和跟踪高超声速导弹等先进武器。
▲图1 HBTSS系统卫星概念图
HBTSS系统由部署在低轨道商业卫星上的约200个50-500千克的传感器载荷组成。系统部署后，一是主要弥补对高超声速武器预警探测能力的不足，形成对高超声速武器的全程跟踪能力；二是可以与“天基红外系统”、下一代“过顶持续红外”系统共同覆盖导弹主动段，增强对先进弹道导弹的预警能力。该系统计划2021-2022年开始进行天基演示试验验证，2025年后实现部署运行。
▲图2 由HBTSS组成的ABM系统
美国导弹防御局于2018年启动HBTSS卫星的开发，L3Harris Technologies Inc和诺斯罗普·格鲁曼公司被选为该卫星的开发商和创建者。预计整个 HBTSS 卫星星座应在 2026 年底前部署，将允许跟踪高超音速和弹道导弹的整个飞行过程，从发射到使用拦截导弹摧毁。这种能力将使反导弹防御（ABM）系统甚至可以在目标进入雷达覆盖区域之前发射反导弹导弹。这种能力，意味着美国在未来战争中不在受到高超声速导弹等武器的威胁。试想，敌对国家才刚发射一枚高超声速导弹，远在太空中的美国HBTSS系统已经锁定了这枚导弹，时刻计算其运动轨迹，很轻易就可以实施拦截。甚至，哪怕这枚导弹的目标不是美国，他们依然能监视到。
PWSA——严整的太空作战架构
美国太空发展局(SDA)准备在Link16数据链演示卫星、激光链路、黑杰克项目、商业遥感卫星等太空技术基础上，构建新的军用星座，称之为“国防太空架构”，后来改名为“可增殖作战单元空间架构”(PWSA)，这一星座融合了通信、监测、跟踪、导航和态势感知等多种功能，大部分卫星位于LEO轨道，少部分位于中高轨道。
▲图3 PWSA的空间立体分布示意
美太空发展局局长图涅尔称，此次改名以更好地反映该计划的网络特点，将太空载荷以最快的速度发射入轨的核心使命并未改变。“扩散的作战人员太空架构”不仅更难被对手瞄准，还能加快交付太空能力；28颗初始配置的Tranche 0卫星将于2023年3月和6月分两次发射；174颗的Tranche 1卫星将于2024年9月开始发射，总共有10次发射，基本每月一次。地面系统的开发工作也进展顺利，两个主要的网络和运营中心分别位于阿拉巴马州陆军红石兵工厂和北达科他州大福克斯空军基地，另外还将在全球建立约十几个地面站，进行数据的下行传输。
PWSA系统具体可分为七个层次工作，分别为传输层、跟踪层、导航层、托管层、威慑层、作战管理、支持层。传输层搭载Ka波段空对地通信链路、四个光通信终端、一个Link16有效载荷，以及战斗管理、指挥、控制和通信(BMC3)计算存储模块。跟踪层将配备红外传感器来发现和跟踪导弹威胁，还可以跟踪高超声速飞行器。导航层本身实际上并不是一个星座，也不打算替代GPS，它是由传输层卫星形成的附加能力，但确实能发挥导航的作用效果。由于覆盖全球的网状网络的性质，传输层卫星将能够传输精确的位置、导航和授时(PNT)数据。托管层则具备情报、监视和侦察(ISR)功能，ISR卫星负责探测和跟踪地面目标。SDA除了推出自己的托管层星座外，还将整合已经收集传感数据的商业卫星，以及由国家侦察局和其他情报机构运营的间谍卫星。
▲图4 PWSA的七个层次
威慑层可以提供太空态势感知能力，探测和跟踪太空物体，避免卫星碰撞。除此之外，还将研发监视地月空间的关键飞行器，将太空军事推进到更广的空间。战斗管理层说的是每个传输层卫星都携带的有效负载，使用计算机动态管理卫星以及各层之间的交互。该层将托管在大多数卫星上，负责在轨处理数据(或“边缘计算”)。支持层包含地面指挥与控制设施和用户终端，提供快速响应发射服务。
合作组网，实现原架构外威慑武器全监控
HBTSS和PWSA卫星计划中写到，“它们应该探测高超音速和弹道导弹，以及其他类型的目标”。相较于原来的防御体系结构，HBTSS和PWSA卫星组网的结构功能不仅补充了原防御监控架构中对高超音速导弹和弹道导弹监控防御能力的缺失，其中所提及的其他类型的目标，也引人思考。
据悉，HBTSS和PWSA卫星系统最初不仅针对战略综合体（例如洲际弹道导弹或 Avangard 型高超音速滑翔弹头）进行了锐化，而且还针对作战战术导弹（例如锆石、金扎尔等）进行了锐化。但如果是这样的话，那么 HBTSS 和 PWSA 卫星网络肯定会看到伊斯坎德尔导弹、Kh-22 和 Kh-32 航空弹道导弹、Onyx、Granit、Bazalt 和 Vulcan 类型的反舰导弹 （ASM）。而这也意味着，在美国眼里，对方的导弹刚刚发射，便在眼中一览无余，在地面雷达站侦察范围外，行动轨迹便已经被捕获的一干二净。
▲图5 HBTSS和PWSA卫星系统正在对导弹进行侦查
由上述可以看到，美国不仅积极重视太空领域军事发展，而且已经取得了显著成果。在HBTSS和PWSA卫星系统下，高超声速导弹和弹道导弹及其他原监控防御体系之外的导弹轨道武器，行踪将暴露无疑。显然，HBTSS和PWSA卫星的成功组网又将为美国在战争中赢得先机，或将带动全球性的太空军事化发展热潮。
