卷十 龍騰九天 第五十章 試驗戰爭

攔截太空目標的最大問題不是「攔截」,而是「攔截」之前的「基礎工作」。

警戒、發現、跟蹤與鎖定,是整個攔截過程中最為複雜,最為重要、實施難度最大的4個階段。相對而言,最後的「攔截」,也就是常說的摧毀,反而是整個攔截過程中最容易實現的階段。

攔截衛星與攔截導彈的最大區別就是「警戒」段。

彈道導彈在助推段、也就是主動段的時候,火箭發動機處於工作狀態,釋放出的紅外輻射與紫外輻射非常明顯,很容易被遠紅外探測設備與紫外探測設備發現與識別。衛星在太空中運行,基本依靠慣性,不需要額外動力(只在變軌與調整軌道的時候使用小型變軌火箭發動機),也就很難被光電設備發現;如此一來,針對衛星的警戒系統只能依靠雷達,而且是高精度雷達。

20世紀與21世紀初期,探測太空目標的雷達都部署在地面上。

隨著技術進步,以及航天發射成本降低,以共和國與美國為首的大國率先開始在太空部署所謂的「導彈警戒雷達衛星」。誰都知道,如果只是針對彈道導彈,根本不需要使用雷達的衛星。

有了警戒系統之後,還得有發現與甄別系統。

簡單的說,警戒系統只負責廣域搜索,主要任務就是確定目標的大致方位;發現與甄別系統的主要任務則是精確判斷目標的方位,並且確定目標的性質。因為在針對衛星的攔截系統中,警戒系統的工作負擔並不重,所以共和國與美國都將警戒系統與發現系統糅合在一起。只是在針對彈道導彈的攔截系統中,警戒系統需要長期工作,而發現與甄別系統則在收到警報之後開始工作,所以得分開部署,以降低日常使用成本。

相對而言,甄別的難度更大。

因為掌握航天技術的國家越來越多,在軌工作的衛星與報廢的衛星越來越多,所以如何確定衛星的性質,成為了重中之重。按照國際航空航天組織公布的數據,2034年底在軌人造航天器的總數超過了18000具,其中處於工作狀態的航天器在12000具左右,另外還有大約14萬個大小在0.05立方米以上的太空垃圾,以及大約120萬個體積在0.01到0.05立方米之間的太空垃圾。雖然該報告的主要意圖是提醒各航天大國,地球外層空間已經「星滿為患」,急劇增加的太空垃圾對和平利用外層空間造成了嚴重威脅,但是該報告也反映出了攔截衛星的巨大難度。簡單的說,要從近140萬個目標中找出真目標,確定其性質,絕不是一件容易的事情。

等到戰爭爆發之後再來尋找敵人的衛星,顯然不大現實。

唯一的辦法就是在和平時期掌握敵人衛星的軌道情況。

事實上,共和國、美國、俄羅斯、法國等擁有攔截衛星能力的國家都在這麼做。

共和國天兵有一支被稱為「星圖」的專業部隊,其主要任務就是在和平時期監視敵對國的所有衛星。因為大部分軍事衛星擁有機動變軌能力,在戰爭爆發前或者戰爭期間,敵對國很有可能讓軍事衛星進行變軌機動,所以要想時刻掌握敵對國軍事衛星的軌道情況,必須做到「實時監控」,也就必須在全球範圍內設立觀察點。最理想的辦法是按照地基探測雷達的搜索範圍,在世界各地部署探測系統(按照共和國天兵的標準,至少需要在全球範圍內部署24套地基探測系統),受政治、外交、軍事等影響,沒有任何國家能夠在全球範圍內部署地基探測系統,所以共和國花費巨額資金,為天兵建造了24艘「遠洋太空測繪船」,並且投入巨額資金研製太空探測系統。

巨額投入的回報也非常巨大。

早在日本戰爭爆發前,共和國就建立起了完善的衛星跟蹤系統。「星圖」部隊不但能夠實時掌握敵對國在軌衛星的運行情況,還建立起了「星座圖系統」。依靠該系統記錄的在軌衛星工作情況,可以非常方便的查找任何一顆衛星的實時位置。有需要的時候,可以根據「星座圖系統」與最新掌握的情況,迅速判斷目標性質。

確定了目標性質之後,就得進行跟蹤。

與攻擊地面、海面、空中目標不同,即便是近地軌道,距離地面也有數百千米,遠地軌道、太陽同步軌道、地球同步軌道上的衛星距離地面更有數千千米、乃至數萬千米。任何反衛星系統都不可能覆蓋整個外層空間,從發現目標,到最終摧毀目標,之間存在數十秒到數百秒的間隔。因為衛星以第一宇宙速度(每秒7.9千米)飛行,哪怕是數秒的間隔,都意味著目標飛出了幾十千米。與這段距離相比,衛星本身的體積可以忽略不計。如此一來,在攻擊之前,必須持續跟蹤目標。

日本戰爭之前,跟蹤衛星還不是件麻煩事。主要是衛星的軌道比較固定,即便是具有變軌能力的軍事衛星,其變軌次數也非常有限,只有在必須的時候才會改變軌道,一般情況下均在固定軌道上飛行。日本戰爭之後,各國更加重視衛星的變軌能力,因為在防禦手段有限的情況下,提高衛星的變軌能力是提高衛星生存能力的唯一手段。共和國與美國著手建立針對所有國家的在規衛星的探測系統之後,經常改變衛星飛行軌道,特別是在敵對國探測系統的監視範圍之外改變衛星飛行軌道,成為了提高衛星生存能力的重要手段。如此一來,跟蹤衛星就變得比較麻煩了。

相對而言,結合警戒、發現與甄別系統,跟蹤衛星的難度仍然不是很大。

跟蹤完成之後,就是攻擊之前的鎖定階段。

與跟蹤階段相比,鎖定階段對探測精度的要求更高。在探測精度足以滿足「精確打擊」的要求之前,各國採取的手段都非常「野蠻」,比如使用攜帶核彈頭的反衛星導彈或者反衛星衛星,在目標附近引爆核彈頭,摧毀方圓數百千米、乃至上百千米範圍內的所有衛星,從而達到摧毀目標的目的。在衛星數量越來越多,外層空間越來越擁擠的情況下,如此「野蠻」的手段肯定不適用了。更重要的是,各大國在日本戰爭後,先後將軍事衛星系統列入了「戰略設施」範疇,哪怕是誤傷,也有可能導致災難性的後果。

無法使用「野蠻」手段,只能提高打擊精度。

要想提高打擊精度,就得提高鎖定階段的探測精度。

反衛星的主要武器無非三種,即破片式武器、動能武器與能量武器。破片式武器在爆炸後會形成大量太空垃圾,威脅到己方衛星,已經被各大國淘汰。包括共和國在內,均將重點轉向了動能武器與能量武器。相對而言,能量武器更加「乾淨」,在摧毀衛星的過程中不會產生多少太空垃圾,也更「受歡迎」。

不管是動能武器,還是能量武器,都對打擊精度有非常高的要求。

以動能武器為例,即便採用了由記憶合金製造的動能彈頭,在攻擊目標前,將彈頭的徑向面積提高數百倍,其實際覆蓋範圍也就數百平方米。在浩瀚的外層空間,這點面積根本算不了什麼。如果攔截器的徑向截面為圓形,攻擊進度必須控制在10米以內。顯然,對於攔截數十千米、乃至數百千米之外的衛星,10米的導航精度肯定是個天大的難題。

實際上,反衛星武器系統中,成本最高的就是鎖定階段的探測與定位系統。

按照共和國天兵投資開發的動能武器攔截系統計算,鎖定階段的探測與定位系統佔到了整套系統成本的40%左右,加上導航系統,僅這些電子設備的就佔到了總造價的80%左右。也正是如此,動能武器攔截系統的發展潛力遠不如能量武器攔截系統,因為能量武器攔截系統並不需要導航設備。

當然,這並不表示能量武器攔截系統對鎖定精度的要求不高。

實際上,能量武器攔截系統對鎖定精度的要求比動能武器攔截系統的高得多。

受運載平台、也就是攔截衛星的質量限制,天基能量武器攔截系統的輸出能量肯定不如地基與空基攔截系統。為了用有限的輸出能量摧毀目標,天基能量武器攔截系統採用了很多獨特設計,比如共和國開發的攔截衛星就配備了一具直徑超過150米的反射鏡(由記憶合金製造骨架,鍍膜複合材料製造鏡面),由2顆「姊妹衛星」組成攻擊星座,對激光束進行二次聚焦,提高激光束照射目標時的能量密度;美國憑藉其發達的鏡片生產技術,在天基能量武器攔截衛星上採用了「三反聚焦技術」,達到同樣的目的。不管採用什麼技術,最終的目的都是提高能量武器照射目標時的能量密度。

這裡涉及到了能量散射問題。

雖然激光是人類迄今能夠找到的指向性最好的光源,但是激光不是絕平行光線,只是其指向性超過了其他光源。不同波長的激光,散射率(光斑半徑與照射距離之比)在萬分之一到十萬分之一之間。也就是說,在射程為100千米的時候,點狀光源發出的激光束產生的光斑半徑在10米到100米之間。因為可以將激光束的光能看成是平均分布的,所以能量的衰減速度與射程的平方成正比。

用能量武器攔截衛星,射程均

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