光电侦察_预警卫星的对抗

光电侦察_预警卫星的对抗
光电侦察、预警卫星的对抗3
赵江
(信息产业部电子第五十三研究所锦州121000)
摘要阐述了光电侦察、预警卫星在现代战争中的重要作用,分析了其可对抗性。

介绍了目前美国和俄罗斯等军事大国卫星对抗技术的最新进展。

提出了我国应采取的策略和方法。

强调了尽快发展我国的光电侦察、预警卫星对抗技术的迫切性。

关键词光电对抗反卫星侦察卫星定向能武器
1 引言
在近期的多次局部战争中,如中东战争、英阿马岛战争和美国与利比亚战争中,都有军用卫星作为支援。

尤其是在1990年8月至1991年2月的海湾战争中,军用卫星系统第一次全面地经受了实战的检验。

美国、英国和法国动用了七类70多颗军用卫星,与空中、地面系统一起构成了一个主体的通信、侦察、预警、导航、气象网,成为多国部队军事力量的倍增器,为海湾战争的胜利起到了积极的作用。

在1999年的科索沃战争更加证明,军用卫星系统已成为现代作战指挥系统和战略武器系统的重要组成部分。

现在,美、苏对军事卫星的依赖程度越来越大,几乎到了离开卫星就不能实施军事行动的地步。

这其中光电侦察、预警卫星的作用尤为重要。

在非战争时期,侦察卫星还充当国家军事力量的耳目,能够为国家最高军事指挥和决策部门实时提供大量的战略战术信息。

2 光电侦察、预警卫星的可对抗性尽管光电侦察、预警卫星系统在军事上具有独特的重要性,但是,它和任何事物一样,也具有一定的局限性:
(1)因为光电侦察、预警卫星系统在军事上具有很重要的作用,所以,卫星往往就容易成为军事对手主要打击的目标。

用于侦察、预警的卫星运行的轨道很容易预测,又几乎没有任何主动防
3 收稿日期:2001-06-17卫能力,因而存在着可攻击的弱点。

(2)由于光电侦察、预警卫星的制造费用与发射费用都很高,在性能设计上冗余度较小,故易损性增大,在空间对抗环境下,卫星系统的易损性更是显而易见。

由于所带燃料不多,卫星的轨道较固定,在轨道上的机动能力十分有限,其外形难于隐身。

(3)实战中发现现有的军用侦察卫星系统,有时不能提供实时情报。

美国现役的部分成像侦察卫星,都是从冷战时期发展起来的。

它们研制时的主要任务,是为了搜集高分辨率战略情报,而不是为了直接支持战术行动。

它们由于运行轨道的限制,不能经常在目标区飞行,从而敌方较易躲避。

印度在核试验时曾成功地避开了美国的侦察卫星,这次南联盟也利用卫星的重访间隔而进行机动。

针对卫星的上述三个弱点,目前对敌方卫星所采取的对抗手段(也可以说是我方卫星面临敌方的威胁)主要有以下三大方面:
(1)硬杀伤:指的是攻击卫星本身,使其受到不可弥补的直接杀伤。

硬杀伤手段是最直接、最有效的,但需要掌握复杂的航天技术,且需雄厚的财力支持。

目前,只有美国和前苏联在研制这种手段。

(2)软杀伤:一般都是从各种卫星中的通信链上打主意,因为几乎所有的卫星系统都是依靠接受和发送信息的功能来发挥其效能的。

这个方法主要是针对通信卫星和卫星的通讯系统。

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光电对抗与无源干扰 2002年第1期
(3)隐真示假,即用无源方法改变被侦察目标的特性,或采用假目标的办法来“欺骗”卫星。

3 美国和前苏联的反卫星武器的研制状况
美国和前苏联是世界上最早发展军用卫星的国家。

早在60年代,美、苏的军事家就明确提出,“空间是赢得战争胜利的先决条件”,“谁能控制空间,就能控制地球”。

一旦其他国家的卫星被认为威胁到了它们的利益,它们就要将之摧毁。

为此, 60年代起,美国和前苏联(包括现在的俄罗斯)便积极发展反卫星武器。

3.1 前苏联
3.1.1 共轨式反卫星拦截器
共轨式反卫星拦截器是一种以卫星反卫星的地基拦截器,也称作“拦截卫星”或“杀伤卫星”。

作战方式主要有两种,一种是共轨道攻击,即拦截卫星进入与目标卫星轨道平面和高度相近的轨道上,通过自身机动,在绕地球飞行若干圈后,逐渐接近目标,当靠近目标到一定距离,相对速度达到每秒几十米到几百米时,战斗部引爆,其碎片摧毁卫星。

第二种是快速上升攻击,即把拦截器射入与目标卫星的轨道平面相同而高度较低的轨道,然后通过机动快速上升接近目标,可在第一圈轨道内就把目标卫星摧毁。

3.1.2 定向能反卫星武器
定向能武器包括激光武器和粒子束武器。

它主要以热效应、冲击效应和辐射效应来杀伤卫星,具有速度快、精度高、杀伤力大和抗电子干扰能力强等特点,是一种较为理想的反卫星武器。

高能激光反卫星武器的部署方式有三种:地基、空基、天基。

苏联在激光武器方面的研制工作进展较大,而粒子束反卫星武器的研制与之相比则较落后。

苏联从60年代开始研制激光反卫星武器。

重点放在地基激光武器技术的研制上,但同时也开展天基和机载激光技术的研究。

先后研制过的激光器有:放电激光器、化学激光器、X射线激光器、自由电子激光器、准分子激光器、二氧化碳激光器和氩离子激光器等。

粒子束武器的研制也始于60年代。

原准备在90年代初期,对星载电子设备的干扰破坏技术,进行原理样机试验,在本世纪初,着手研究和设计摧毁整个卫星的实用系统。

3.2 美国
3.2.1 空中发射的小型的常规反星武器(ALMV)
从1978年起美国首先转向研制空中发射的小型的常规反卫星武器(ALMV)。

该武器是一种带小型自动寻弹头(ALMV)的两级固体导弹,故又称反星导弹。

其全长5.0m,直径约0.5m,重1175kg,弹头部分装有小型拦截器,重16kg,0. 3m,直径约0.33m。

整个导弹由F-15战斗机携带到高空发射。

在第一、第二级助推器的推动下弹头相对速度达到约13km/s时,自动跟踪目标并与其相撞。

3.2.2 动能反卫星拦截弹(KE-ASA T)
动能反卫星拦截弹(KE-ASA T)由导弹和武器控制分系统组成。

导弹又由助推器、杀伤飞行器、外罩和运载系统等组成。

1997年拨款5000万美元对样机进行改进,并于1997年8月12日在爱德华兹空军基地完成了动能反卫星拦截弹样机的悬停试验。

样机重约43kg,在试验中,它搜索并锁定了运动中的模拟目标,并在悬停过程中一直保持对目标的精确攻击定位。

美军现在已经能研制出10枚供紧急使用的地基动能反卫星武器。

3.2.3 中红外先进化学激光器(M IRACL)
美军正在发展的定向能反卫星武器的重点是激光武器。

目前,美国陆军在激光反卫星武器方面主要研制“自由电子激光器”和“中红外先进化学激光器”(M IRACL);前者输出功率高,能摧毁中高轨道卫星,是激光反卫星武器的首选“利剑”;后者输出功率有限,且波长长,主要用于干扰卫星正常工作和研究试验。

“中红外先进化学激光器”是世界上第一个兆瓦级的激光器,其频谱在3。

6 -4。

2μm波长,总持续时间可达3000s。

3.2.4 电磁脉冲(EMP)武器和高功率微波(HPM)武器
定向能武器还包括电磁脉冲武器和高功率微波武器。

这些武器的微波源发出的辐射可以破坏卫星的电子系统。

美国发展高功率微波武器的近期目标是发展新的高功率微波源概念,如干扰调制高功率微波源和用于场试验和灵敏性试验的宽带速调管。

中期目标是发展高功率天线。

远期目
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光电侦察、预警卫星的对抗
标涉及用混沌理论的研究结果来改进高功率微波武器的控制。

高功率微波武器要求较小、较轻和有较高的燃料效率,并对目标进行广泛的灵敏性研究以决定最佳的攻击方法。

高功率微波武器的关键技术是调制器、高功率微波源和天线。

将采用增强辐射束的控制来减少对尺寸、重量和功率的要求。

美国已在新墨西哥州的菲力普实验室建设了高能研究和技术设备(HER TF),以研究发展高功率微波武器技术。

4 我国应采取的策略
从上面的分析看,对付侦察预警卫星最主要的手段是硬杀伤,军事强国也正是主要进行这方面的研究实验。

但这需要强大的财力作后盾,不太适合我国国情。

现阶段我国应采取以光电有源对抗,微环境改变及隐真示假等无源方法综合应用的对抗光电侦察及预警卫星的方针。

4.1 发展针对星载侦察、预警设备实施干扰的有源干扰及对抗系统
星载的光电侦察设备主要有:可见光相机、红外相机、红外扫描仪、多光谱相机、多光谱扫描仪、热成像设备、激光扫描相机、微波相机以及电视摄像机等,预警卫星的主要设备是红外望远镜及远摄电视摄像机等。

侦察卫星通常采用近圆形的低轨道,轨道高度一般在300公里以下,有时为了获取更高的地面分辨率将高度降到150-160公里。

鉴于近地轨道侦察卫星存在的这种弱点,我们可根据卫星的轨道参数算出卫星飞经某一地区上空的时间表,在卫星通过时对其星载侦察设备实施干扰和对抗。

比如用具有一定能量的激光照射其光电侦察设备,使其暂时不能正常工作,而又不使其受到损坏。

当然这种干扰对抗系统需要进一步的实验来确定其能量阈值及照射时间等,这是我们下一步研究的重点,也是我国卫星对抗的主要策略之一。

4.2 发展强激光致盲系统
我国的高能激光器在材料、工艺、技术上与美国等西方大国还有一些的差距,但是低功率激光器的研制水平在世界上是领先的。

在不远的将来,我国一定会在高能激光器研制上有较大的突破,使我国发展强激光致盲系统成为可能。

4.3 战区微环境改变
战区微环境改变是适合我国国情的一种有效的对抗卫星的无源方法。

其原理是:在卫星经过侦察区之前,用直升机或农业喷药用民用飞机,在该区域上空喷洒特种材料,与大气中氧气、水汽结合后生成宽波段衰减介质,使卫星无法以可见光、中红外和远红外波段摄取情报。

事实上美国和苏联都在研制微粒材料,美国空军一个研究所研制了一种新的气溶胶叫:“悬浮粒子干扰物”,散射力很强,对激光、红外和电视制导战术导弹干扰效果好,这对我们是个很好的启示。

4.4 隐真示假
任何侦察、监视手段都有其局限性。

比如:光电侦察卫星受气象、天气影响较大,而且只能发现露天部署的武器装备,无法发现室内或工事内的目标;导弹预警卫星只能监视导弹发动机工作的飞行主动段,无法跟踪关机后的惯性飞行段,也不能准确预测弹着点,不能完全排除虚警;电子侦察卫星易受假信号的欺骗和干扰,当地面电子信号过密时,难以从中筛选出有用的信号。

侦察监视手段的这些局限性为对抗卫星提供了可能性。

针对侦察卫星的这些弱点和不足,采用隐真示假的方法在战术上往往会收到出其不意的好效果。

5 结束语
光电侦察、预警卫星是未来战争不可缺少的重要工具,对抗敌方卫星是从根本上对抗敌方的重要作战手段。

夺取制天权与电子战夺取制电磁权一样重要,甚至更重要些。

美国、俄罗斯等国的反卫星技术已遥遥领先,我国应根据实际情况,加紧制定我们的光电卫星对抗战略,加大投入,以便应对军事大国的挑战,在战争中立于不败之地。

参考文献
1 庞之浩.走向新世纪的美国照相侦察卫星.军事展望,2000(11)
2 李淑军.动能反卫星武器.863先进防御技术通讯,2000(2)
3 刘吉祥,李布凯.军事卫星应用的研究:国防科工委情报所,1999
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光电对抗与无源干扰 2002年第1期。