翟嘉琛 謝豪 趙顥翔 李國文
2024 年 2 月 4 日，美國太空發展局和美國導彈防禦局向地球軌道發射了六顆人造衛星，其中包括兩顆 HBTSS（高超音速導彈和彈道導彈的空間感測器）衛星，旨在跟蹤高超音速和彈道導彈，以及其他複雜的空中目標， 和四顆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。美HBTSS和PWSA衛星的成功組網，或將意味著在美國眼中，導彈行蹤暴露無遺。
HBTSS——高超聲速武器的監視器
HBTSS的前身，是美軍導彈防禦局正在努力建造的高超音速和彈道追蹤空間感測器，是一種在軌道上的感測器層，能夠檢測和追蹤該國目前的導彈防禦體系結構無法處理的高超音速武器，該系統計劃被內置到航天局低地球軌道衛星群中。HBTSS（高超聲速和彈道追蹤空間感測器）項目旨在開發一種功能強大，價格合理，生存能力高且擴展能力強的太空感測器，用以探測和跟蹤高超聲速導彈等先進武器。
▲圖1 HBTSS系統衛星概念圖
HBTSS系統由部署在低軌道商業衛星上的約200個50-500千克的感測器載荷組成。系統部署後，一是主要彌補對高超聲速武器預警探測能力的不足，形成對高超聲速武器的全程跟蹤能力；二是可以與「天基紅外系統」、下一代「過頂持續紅外」系統共同覆蓋導彈主動段，增強對先進彈道導彈的預警能力。該系統計劃2021-2022年開始進行天基演示試驗驗證，2025年後實現部署運行。
▲圖2 由HBTSS組成的ABM系統
美國導彈防禦局於2018年啟動HBTSS衛星的開發，L3Harris Technologies Inc和諾斯羅普·格魯曼公司被選為該衛星的開發商和創建者。預計整個 HBTSS 衛星星座應在 2026 年底前部署，將允許跟蹤高超音速和彈道導彈的整個飛行過程，從發射到使用攔截導彈摧毀。這種能力將使反導彈防禦（ABM）系統甚至可以在目標進入雷達覆蓋區域之前發射反導彈導彈。這種能力，意味著美國在未來戰爭中不在受到高超聲速導彈等武器的威脅。試想，敵對國家才剛發射一枚高超聲速導彈，遠在太空中的美國HBTSS系統已經鎖定了這枚導彈，時刻計算其運動軌跡，很輕易就可以實施攔截。甚至，哪怕這枚導彈的目標不是美國，他們依然能監視到。
PWSA——嚴整的太空作戰架構
美國太空發展局(SDA)準備在Link16數據鏈演示衛星、激光鏈路、黑傑克項目、商業遙感衛星等太空技術基礎上，構建新的軍用星座，稱之為「國防太空架構」，後來改名為「可增殖作戰單元空間架構」(PWSA)，這一星座融合了通信、監測、跟蹤、導航和態勢感知等多種功能，大部分衛星位於LEO軌道，少部分位於中高軌道。
▲圖3 PWSA的空間立體分布示意
美太空發展局局長圖涅爾稱，此次改名以更好地反映該計劃的網路特點，將太空載荷以最快的速度發射入軌的核心使命並未改變。「擴散的作戰人員太空架構」不僅更難被對手瞄準，還能加快交付太空能力；28顆初始配置的Tranche 0衛星將於2023年3月和6月分兩次發射；174顆的Tranche 1衛星將於2024年9月開始發射，總共有10次發射，基本每月一次。地面系統的開發工作也進展順利，兩個主要的網路和運營中心分別位於阿拉巴馬州陸軍紅石兵工廠和北達科他州大福克斯空軍基地，另外還將在全球建立約十幾個地面站，進行數據的下行傳輸。
PWSA系統具體可分為七個層次工作，分別為傳輸層、跟蹤層、導航層、託管層、威懾層、作戰管理、支持層。傳輸層搭載Ka波段空對地通信鏈路、四個光通信終端、一個Link16有效載荷，以及戰鬥管理、指揮、控制和通信(BMC3)計算存儲模塊。跟蹤層將配備紅外感測器來發現和跟蹤導彈威脅，還可以跟蹤高超聲速飛行器。導航層本身實際上並不是一個星座，也不打算替代GPS，它是由傳輸層衛星形成的附加能力，但確實能發揮導航的作用效果。由於覆蓋全球的網狀網路的性質，傳輸層衛星將能夠傳輸精確的位置、導航和授時(PNT)數據。託管層則具備情報、監視和偵察(ISR)功能，ISR衛星負責探測和跟蹤地面目標。SDA除了推出自己的託管層星座外，還將整合已經收集感測數據的商業衛星，以及由國家偵察局和其他情報機構運營的間諜衛星。
▲圖4 PWSA的七個層次
威懾層可以提供太空態勢感知能力，探測和跟蹤太空物體，避免衛星碰撞。除此之外，還將研發監視地月空間的關鍵飛行器，將太空軍事推進到更廣的空間。戰鬥管理層說的是每個傳輸層衛星都攜帶的有效負載，使用計算機動態管理衛星以及各層之間的交互。該層將託管在大多數衛星上，負責在軌處理數據(或「邊緣計算」)。支持層包含地面指揮與控制設施和用戶終端，提供快速響應發射服務。
合作組網，實現原架構外威懾武器全監控
HBTSS和PWSA衛星計劃中寫到，「它們應該探測高超音速和彈道導彈，以及其他類型的目標」。相較於原來的防禦體系結構，HBTSS和PWSA衛星組網的結構功能不僅補充了原防禦監控架構中對高超音速導彈和彈道導彈監控防禦能力的缺失，其中所提及的其他類型的目標，也引人思考。
據悉，HBTSS和PWSA衛星系統最初不僅針對戰略綜合體（例如洲際彈道導彈或 Avangard 型高超音速滑翔彈頭）進行了銳化，而且還針對作戰戰術導彈（例如鋯石、金扎爾等）進行了銳化。但如果是這樣的話，那麼 HBTSS 和 PWSA 衛星網路肯定會看到伊斯坎德爾導彈、Kh-22 和 Kh-32 航空彈道導彈、Onyx、Granit、Bazalt 和 Vulcan 類型的反艦導彈 （ASM）。而這也意味著，在美國眼裡，對方的導彈剛剛發射，便在眼中一覽無餘，在地面雷達站偵察範圍外，行動軌跡便已經被捕獲的一乾二淨。
▲圖5 HBTSS和PWSA衛星系統正在對導彈進行偵查
由上述可以看到，美國不僅積極重視太空領域軍事發展，而且已經取得了顯著成果。在HBTSS和PWSA衛星系統下，高超聲速導彈和彈道導彈及其他原監控防禦體系之外的導彈軌道武器，行蹤將暴露無疑。顯然，HBTSS和PWSA衛星的成功組網又將為美國在戰爭中贏得先機，或將帶動全球性的太空軍事化發展熱潮。
