——戚林、楊洪、楊帆
據路透社2月12日報道，基輔一家研究機構的負責人12日表示，俄羅斯上周使用「鋯石」高超音速導彈襲擊基輔。而2024年2月4日，美國太空發展署（SDA）和美國導彈防禦局（MDA）向地球軌道發射了六顆人造衛星，其中包括兩顆旨在跟蹤高超音速和彈道導彈以及其他複雜空中目標的高超音速和彈道跟蹤空間感測器（HBTSS）衛星。 以及四顆PWSA（擴增作戰部隊太空架構）衛星。根據太空發展局技術總監弗蘭克·特納（Frank Turner）的說法，HBTSS和PWSA衛星將是第一個能夠直接控制地面武器系統的衛星，如一雙戰場之上的寰宇之眼。
美軍太空衛星系統概念圖
戰爭的戰略和戰術始終是由技術決定的。隨著智能化戰爭的快速發展，浩瀚的太空正成為新的「兵家必爭之地」，從近年的局部戰爭中我們不難發現，隨著作戰形式的多樣化與智能化不斷加深，現代戰爭越來越依賴於衛星設備的導航、定位、通信、預警、氣象觀測、偵察與情報收集等方面的支持與保障作用，並在可預見的將來，這種依賴將持續加深。
一、背景與定位
在大國博弈中，「非核遏制」軍事戰略指導思想愈發突出。在不動用核武器這最後一張牌的情況下，現代高超聲速武器的快速發展在美國眼中是不可忽視的。高超音速武器具有重大的戰略意義，有著突破敵方防禦系統，實現遠程快速精準打擊，增強作戰靈活性和多樣性，推動軍事技術創新發展等不可忽視的作用。當前，世界主要大國都在大力發展高超音速武器，如中國的東風-17高超音速導彈和DF-41洲際彈道導彈；俄國的「匕首」（Kinzhal）高超音速導彈、「鋯石」（Zircon）高超音速巡航導彈。總體來說，美國在高超音速武器領域取得了一定的進展，但仍然面臨著技術挑戰和成本問題。與此同時，中國、俄羅斯等國家也在積極研發高超音速武器，這使得高超音速武器成為未來軍事競爭的重要領域之一。在這樣的背景下，開發太空衛星系統，可以看做美國對於超高音速導彈的應對之策。
美國HBTSS衛星
美國HBTSS衛星系統，全稱為「高超聲速和彈道跟蹤太空感測器」（Hypersonic and Ballistic Tracking Space Sensor），是由美國導彈防禦局（Missile Defense Agency, MDA）、太空軍（Space Force）和太空發展局（Space Development Agency, SDA）合作開發的一個太空感測器系統。這個系統於2018年正式啟動，是美國高超聲速防禦體系的重要組成部分。HBTSS衛星計劃旨在通過太空感測器原型演示，為高超聲速防禦提供火控級跟蹤數據，這對於實現導彈防禦武器的交戰至關重要，包括高超聲速滑翔段武器的交戰。具體來說，HBTSS衛星能夠對導彈威脅進行發射到攔截全過程的監管，提供從發射到攔截的全程數據，使得美國對導彈威脅的監測和防禦能力得到極大的提升。此外，HBTSS衛星的「從生到死」的跟蹤能力，使其能夠在導彈的整個生命周期內提供持續的、精確的跟蹤數據。
而另一隻不可忽視的眼睛：PWSA（Proliferation of Weapons of Space Attack）衛星系統，也被稱為擴增作戰部隊太空架構，是一個由近地軌道的衛星和其他支持元素組成的分層網路。這個系統由美國太空發展局（SDA）主導，旨在提供全球軍事通信和導彈預警、指示和跟蹤等能力。PWSA衛星系統由多個層次組成，其中傳輸層旨在提供低延遲、大容量的數據連接，以支持美國在世界各地的軍事任務。傳輸層衛星搭載了寬頻、窄帶Ka鏈路以及Link 16鏈路，可以快速將數據回傳至地面指揮中心。此外，傳輸層還利用Link 16數據鏈將其他感測器所探測的綜合數據傳輸至打擊單元，如THAAD、PAC-3、GPI、AEGIS等。另一方面，跟蹤層是PWSA衛星系統的另一個重要組成部分，旨在檢測、跟蹤並最終瞄準高超音速和彈道導彈。跟蹤層包括裝備了廣角視野感測器的導彈預警/導彈跟蹤衛星，這些衛星能夠提供關鍵的導彈威脅信息，為導彈防禦系統提供火控級跟蹤數據。
通過相互交互，HBTSS和PWSA衛星將在整個飛行軌跡中跟蹤目標，直到其被摧毀
總的來說，美國的衛星系統在對於高超音速武器的防禦方面發揮著關鍵作用，通過提供早期預警、精確跟蹤和攔截數據，增強了導彈防禦系統的能力。由於高超音速武器具有高速、高機動性和難以預測的特點，傳統的地面和海面防禦系統很難對其進行有效跟蹤和攔截。因此，美國正在積極發展基於衛星的防禦系統，以提供對高超音速武器的早期預警、跟蹤和攔截能力。
二、目標與前景
美國導彈防禦局在2018年啟動了HBTSS衛星的研發工作，並選擇了L3Harris Technologies Inc.和Northrop Grumman Corporation作為衛星的開發商和製造商。預計完整的HBTSS衛星群將在2026年底前部署完畢，這將使美國能夠追蹤整個飛行過程中的高超音速和彈道導彈，從發射開始到通過導彈摧毀目標為止，即「從生到死」的追蹤能力。這樣的能力將使導彈防禦系統能夠在目標進入雷達站作用範圍之前發射攔截導彈。
另一方面，PWSA衛星是大型軌道衛星系統的一部分，該系統包含運輸層（通信）、感測器層（偵察），預計還將有導航層。2023年已有23顆PWSA衛星進入太空，加上新發射的衛星，總數將達到27顆。計劃在2024年底前再將160顆衛星送入軌道，從長遠來看，該衛星群將包括數千顆衛星，它們之間通過高速激光數據傳輸通道相連，就像最新的Starlink衛星網路一樣。原則上，PWSA衛星本身就能夠探測高超音速導彈，然而，它們的寬視場紅外（IR）感測器可能無法提供捕捉高速目標所需的精度，因此發射了裝備有中視場紅外（IR）感測器的HBTSS衛星。
滑翔高超音速彈頭在紅外範圍內發光
HBTSS和PWSA衛星分別使用紅外感測器對目標進行檢測和跟蹤，它們的靈敏度決定了衛星檢測目標的能力。很明顯，高超音速導彈和彈道導彈在飛行初始階段都有來自火箭發動機耀斑的強大紅外輻射，主流的探測衛星一般通過這些紅外輻射來探測導彈。滑翔的高超音速彈頭在地球大氣層下降時會強烈升溫，根據公開數據，它們的部分表面溫度可以達到一到兩千度，但僅限於船體的單獨狹窄區域，這已經比發射導彈的噴氣發動機的火炬小得多，並且這些彈頭在與航母分離後只有較弱的機動發動機（如果它們存在，並且不使用空氣動力學控制）。這使對於超高音速導彈的探測與攔截極具難度。而對於 HBTSS 和 PWSA，美軍宣布了其在整個飛行軌跡中跟蹤高超音速和彈道導彈的可能性，包括跟蹤滑翔高超音速彈頭。
問題的關鍵在於HBTSS和PWSA衛星被宣布能夠沿整個飛行軌跡跟蹤高超音速和彈道導彈。這種能力尤其體現在與航母分離後的相同滑翔高超音速彈頭上，這些彈頭必須具有相當小的紅外特徵。這同樣適用於在最稀薄大氣中移動的彈道導彈的中間部分。可以推測，HBTSS和PWSA衛星的紅外感測器具有足夠高的靈敏度，能夠檢測甚至相當冷的目標。這些衛星的軌道約為1,000公里，遠低於地球靜止軌道上較舊的預警衛星的35,000公里。這意味著它們的設計範圍不僅限於探測洲際彈道導彈的發射，而且能夠覆蓋更廣泛的戰術導彈目標。
由此推斷，HBTSS和PWSA衛星網路不僅針對戰略綜合體進行了磨練，例如洲際彈道導彈或Avangard型高超音速滑翔彈頭，還包括作戰戰術導彈，如鋯石、Kinzhal等。這意味著這些衛星網路可能會探測到伊斯坎德爾導彈、Kh-22和Kh-32航空彈道導彈、Onyx、Granit、Bazalt和Vulcan類型的反艦導彈（ASM）。然而，關於Kalibr綜合體的低空飛行巡航導彈以及其他類似的航空戰略巡航導彈是否能被這些衛星探測到，目前仍是未知的。由於HBTSS和PWSA衛星的特徵是保密的，因此關於它們的探測能力仍然屬於猜想和假設的領域。
基於上述分析，我們可以推測HBTSS和PWSA衛星網路具有從太空探測噴氣式飛機的能力。但是，其具體的探測類型和高度仍然是未知的。考慮到噴氣式飛機燃燒室中的高溫以及渦輪噴氣發動機的其他特徵，如廢氣溫度和發光噴嘴，這些飛機可能處於被探測的危險之中。特別是，重型戰略導彈轟炸機、遠程導彈轟炸機及其強大的渦輪噴氣發動機等飛機都處於潛在的危險之中。此外，配備渦輪噴氣發動機的戰鬥機、多功能戰鬥機和前線戰鬥轟炸機也可能被探測到。然而，配備渦輪螺旋槳發動機的飛機，如Tu-95MS/MSM戰略轟炸機，以及運輸和戰鬥直升機等發熱水平較低的飛行器可能較為安全。
目前HBTSS和PWSA衛星網路的大部分數據仍然是保密的，但考慮到紅外技術的快速發展以及美國在該領域的領先地位，HBTSS和PWSA衛星網路很有可能具有探測高超音速和彈道導彈以及配備強大渦輪噴氣發動機的飛機的能力。如果當前衛星包中未實現這些功能，那麼它們可能會在未來的迭代中得到實現。最後，值得注意的是，無人駕駛飛行器（UAV）等飛機，如Geran-2型自殺無人機，以及電機驅動的飛機可能較為難以被探測到，而其他稍微熱一點的飛機都處於潛在的被探測危險之中。
三、現實與未來
隨著科技的飛速發展，太空探索與利用已經成為各國競相爭奪的戰略高地。美國在探索地外空間及其軍事應用方面持續保持領先地位，引領著一場影響地面政治、軍事的太空戰浪潮。隨著運載火箭技術的不斷革新，特別是部分可重複使用的火箭，太空探索的成本正在迅速降低，這預示著未來更為迅速的發展態勢。在這一背景下，美國正在積極部署各種先進的衛星網路和系統，以鞏固其在全球太空競賽中的優勢地位。這種趨勢不僅改變了我們對太空的認知，更對全球安全格局產生了深遠影響。
美國太空戰略的重要組成部分之一是HBTSS和PWSA衛星網路。這兩種衛星具備高超音速和彈道導彈的跟蹤能力，能夠沿整個飛行軌跡進行監測。HBTSS 和 PWSA 衛星已經投入試運行，而俄烏衝突，可能就是美軍檢驗其實戰能力的「試驗場」 ，一個可能的跡象是烏克蘭防空系統在打擊攔截目標方面的有效性急劇提高，例如對於金扎爾高超音速綜合體的導彈、伊斯坎德爾作戰戰術綜合體（OTRK）的導彈、Kh-22/Kh-32航空彈道導彈和用於打擊地面目標的Onyx反艦導彈（ASM）等的攔截。此外，THAD 導彈防禦系統或 SM-6 標準防空導彈 （SAM） 的陸基移動發射器 （PU） 在烏克蘭的出現可能是一個警鐘——美國很有可能希望在實戰條件下與 HBTSS 和 PWSA 衛星一起測試它們。
然而，美國的太空戰略並不僅限於此。Silent Barker衛星星座的部署是另一個重要舉措，這個星座旨在監測外層空間，為美國提供全面的軌道環境監控。而豺狼檢查衛星則使用由美國私營公司True Anomaly開發的Mosaic集成系統，負責銷毀敵方衛星和其他航天器。這一系統的運用展示了美國在太空對抗領域的先進技術和戰略思維。
「豺狼」檢查衛星
除了監控和對抗，美國在太空通信方面也取得了顯著進展。如美國Starlink太空通信網路已經建成，其能力可能超出官方宣布的水平。這一網路不僅提供了高速、可靠的通信服務，還可能具備其他潛在的軍事應用，如情報收集、導航定位等。烏克蘭作為美國太空戰略下的重要戰場，也受到了這一網路的影響。通過Starlink太空通信網路，美國能夠實現對烏克蘭的實時通信支持，為其在戰場上的行動提供有力保障。
另一個值得關注的是Capella Space已經部署了一個用於地球遙感的專用衛星網路。這個網路具備讀取和雷達偵察能力，能夠提供高解析度的地球圖像和精確的數據分析。這對於軍事和民用領域都具有重要意義。例如，在烏克蘭戰場上，這些高解析度的圖像和分析數據可能幫助美國及其盟友更好地了解敵情、制定作戰計劃，並實時評估戰場態勢。
美國的太空戰略及其對全球安全的影響不容小覷。隨著太空技術的不斷進步和應用範圍的擴大，未來可能會出現更多的戰略和戰術變化。太空領域的競爭將更加激烈。我們需要密切關注這一領域的動態，並採取相應措施確保自身安全和利益。同時，國際社會也應加強合作與交流，共同推動太空事業的和平與發展。
