美国海基反导系统的秘密

2008年2月21日，美国防部宣布，美海军在西北太平洋上发射一枚“标准”3 I导弹摧毁了一颗失控的美间谍卫星。这次美国一反常态地对拦截行动进行了高调宣传，引起了世界舆论的广泛关注。此次事件中，人们不仅对这颗神秘的卫星和拦截武器充满好奇，也为美国此举的深刻动机深感困惑。

目标：美利坚的秘密

美国官方虽然承认这是一颗侦察卫星，但对它的来历和功能却始终遮遮掩掩。这颗卫星究竟担负着什么样的重任？又隐藏着什么样的秘密呢？

冉冉升起的“新星” 美国的侦察卫星主要包括光学成像和雷达成像卫星。雷达成像卫星依靠电磁波反射成像，可以透过云层、沙尘发现目标，甚至对地表有一定穿透能力，可发现藏在地下数米的设施。目前美国使用的仍是1988年开始部署的“长曲棍球”系列卫星，为此美国国家侦察办公室在本世纪初就制订了“未来成像设施”(FIA）计划，与波音公司签订合同研制新一代雷达成像卫星。

2006年12月14日下午1点，美国在范登堡空军基地用“德尔塔”2火箭将编号为“美国”-193的NROL-21雷达成像卫星发射升空。由于火箭发射使用了GPS技术，因此运载火箭的顶端整流罩没有使用金属罩，而是采用了合成材料。正是由于采用了种种新技术，使这次发射一开始就存在较大风险。

NROL-21发射后进入了351千米×367千米（通俗地说，就是卫星运行轨道的最小和最大半径）的轨道中，运行倾角58.50，周期92.9分钟。虽然有媒体推测该卫星重达9吨，但从范登堡空军基地公布的情况来看，“德尔塔”2火箭的运载能力只有3.3吨，因此该卫星重量应该在3.3吨以下，这与美国击落后宣布的2.27吨是一致的。该卫星携带有两个伸展出来的用于雷达成像的碟形天线，燃料箱长度为0.9～1.2米。NROL-21被认为是FIA计划中的第一颗雷达成像卫星，用于替代正在运行中的“长曲棍球”系列卫星。它无疑是美国占据未来太空优势的一颗冉冉升起的“新星”。

价值数亿的“太空垃圾” 让美国人始料不及的是，NROL-21发射不久，英国媒体即报道该卫星在发射数小时内失去控制，导致太阳能帆板无法打开。这次发射失败使美国的FIA计划遭到重创，直到一个多月后的2007年1月19日，美国官方才承认与该卫星失去联系，以后卫星轨道逐渐降低。到2008年1月22日，美国国防部发现该卫星轨道已经下降到了271千米×282千米，并以每天0.7千米的速度继续下降，以后其坠落速度将逐步加快，可达到每天8千米。卫星最终将在大气层边缘空气的阻力下，运行速度迅速降低，螺旋坠入大气层燃烧坠地。依据卫星被击落前的情况看，它将在3月初坠落地球表面。

由于该卫星升空后很快就失控，只完成了900到58.50轨道的转移，因此所携带的500千克燃料大部分没有使用，估计还有450千克。这种燃料是一种被称为“联氨”的无色油状液体，燃烧值较高，具有强腐蚀性和挥发性，能给人的眼睛、皮肤等组织造成伤害，甚至导致死亡。以其58.50轨道计算，其最终将在地球北纬500线附近坠落。这一地区覆盖了俄罗斯、哈萨克斯坦、蒙古、中国、加拿大、德国、波兰等多个国家和广阔的海洋，其中以覆盖俄罗斯和加拿大地域最大，也就是说坠入这两个国家的概率最高。而波兰专家计算认为其坠落点位于波兰境内北纬520沿线上，经过波兰首都华沙南部。

实际上在过去50年间，有超过17000个人造航天器坠入地球大气层，均未发生重大灾难。即使在1979年美国航天史上最大规模的航天器“自行坠落”事件中，一个重达78吨的美国空间站失控坠入地球也没有造成人员伤亡。因此，这次美国以销毁可能给地面带来污染的燃料为名，决定利用海基反导导弹击落这颗卫星就使人颇感意外了。

拦截：亦盾亦矛的“宙斯盾”

从美国防部公布的情况来看，美此次摧毁行动使用了正在改进的“宙斯盾”海基反导系统中的“标准”3导弹。

可随时变身的“标准”3 “标准”导弹是在舰载“宙斯盾”防空系统中的“标准”导弹基础上发展起来的。其前身“标准”2防空导弹射程只有70多千米，对飞机的拦截高度20多千米。为应对朝鲜导弹的发展，美国在2004年应急发展了射程达到100千米，可拦截600～1000千米射程导弹的“标准”2 IV A。而为了拦截射程1000千米以上的导弹，美国又发展了拦截高度达到160千米的“标准”3 I导弹。该导弹采用动能碰撞杀伤弹头替代了“标准”2的破片杀伤战斗部。美国近年连续试验成功的海基反导系统就是这种导弹。目前，该型导弹已经在美国3艘“提康德罗加”级巡洋舰和6艘“阿利·伯克”级驱逐舰上完成部署。由于“标准”3 I基本利用了“标准”的框架，改进余地小，无法进一步扩展到美国海军对导弹防御的要求，因此在部署“标准”I的同时，美日还联合开发了新一代“标准”3 II。“标准“3 II的弹径扩大到了53.34厘米，大大增加了燃料携带量和固体燃料的燃烧面积，使导弹飞行速度提高了45％～60%,相应减少了拦截飞行时间，并将使拦截高度最终提高到500千米。这一高度基本可对洲际弹道导弹甚至卫星实现拦截。

“标准”3 I目前只在最大160千米的高度进行过拦截试验，但美国一直未公开“标准”3 I的实际最大拦截能力。虽然目前可拦截NROL-21卫星的海基反导系统只有“标准”3 II,但该系统正处于试验阶段，拦截风险较大。而用“标准”3 I拦截，就要考虑拦截高度是否能满足要求。因为以击落前卫星的坠落速度，NROL-21卫星只有在2月下旬才能降到250千米以下，而这次“标准”3 I的成功拦截，创造了该系统的实际最大拦截高度记录。由于卫星坠落轨道是可计算预测的，因此美国对“标准”3 I的弹头进行了改造，简化了原有的动能杀伤弹头。原来的动能杀伤弹头实际就是一个红外寻的器，而长期不工作的卫星不像导弹弹头那样有较强的红外辐射，因此换上简单的无线寻的器就可完成任务，从而减轻弹头质量，增大拦截高度，这样也可以扩大导弹的卫星拦截窗口时间。

“化盾为矛”的大练兵 从目前情况来看，美国大部分“宙斯盾”舰部署在太平洋地区，其中珍珠港是美国海军进行反导试验的主要海军基地，也是目前反导实力最强的港口。在这里部署有“伊利湖”(CG 70）和“皇家港”(CG 73）号等“提康德罗加”级巡洋舰。“伊利湖”号基本担当了美国海基反导的试验舰，目前已经安装3.6E版“宙斯盾”软件和“标准”3导弹。2006年3月8日，“伊利湖”舰在夏威夷海上成功试验了“标准”II型导弹。虽然没有实际拦截目标，但检验了“标准”3 II特有的一些新技术，这也是美国目前唯一具备“标准”3 II发射能力的军舰。正因为“伊利湖”舰良好的技术兼容性，使其成为了此次拦截行动的主力舰只。

为了此次拦截行动，美国布什政府拨出了6000万美元专款，组成了一个200名专家的海军小组负责此次拦截。自1月初以来，该小组就一直在对现有反导型海基“宙斯盾”系统进行改装，以拦截即将坠落的卫星，并为此次拦截改装了3枚“标准”3导弹。如果用“标准”3 II拦截，拦截的窗口时间就较为充裕。美国常驻联合国裁军谈判会议代表克里斯蒂娜·罗卡2月15日在日内瓦向裁军谈判会议通告美国击落卫星计划时透露，NROL-21将在3月6日坠入地球，而目前在轨的美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机20日返回地球降落在佛罗里达。为了不给航天飞机构成威胁，美海军将拦截时间安排在了2月21日到3月6日的15天内，在每次拦截后将留出1～2天时间对拦截效果进行评估，以决定是否再次拦截。

此外，美国还将“鲁塞尔”（DDG 59）等“伯克”级驱逐舰部署在北太平洋地区的卫星星下点位置，对其不间断跟踪，为“伊利湖”号提供卫星轨道参数。美国空军还出动一架经过专门改装的飞机，监测卫星被摧毁后可能产生的有毒气体样本。美国海军的“观测岛”号情报船则负责此次行动前后所有的情报搜集，而且部署在全球各地的反导系统的地面雷达和天基系统也参与此次拦截效果的评估。这次行动已成为美国全球反导系统的一次大练兵。

2008年2月美国东部时间20日22时26分（北京时间21日11时26分）,“伊利湖”号在夏威夷以西太平洋海域，利用卫星飞越该地上空十余秒的时间窗口发射1枚“标准”3 I导弹,3分钟后在247千米（另有称210千米）高空成功击中时速超过27200千米的NROL-21卫星。从观测影像看，卫星发生了爆炸，表明燃料箱被摧毁，消除了有毒物质泄露的可能。但卫星碎片是否还会对轨道飞行器构成威胁，数月后才能得出结论。目前许多国家已经要求美国通报卫星摧毁情况，并提供卫星碎片的有关数据。

“星语”的心愿：一箭要数鸟

应该说拦截卫星对美国而言不存在什么技术问题。早从1984年开始美国就利用F-15战斗机进行空天反卫导弹的卫星拦截试验，并在1985年10月13日摧毁了轨道高度555千米的报废卫星Solwind。但考虑到苏联的反应和当时的国际军控政策，美国空军不得不取消了后续试验，使该计划无疾而终。这次拦截目标的大小和高度等情况都优于23年前的那次拦截，因此单从反卫星而言没有什么新意。那么这次时隔20多年的“太空摘星”究竟有什么意义呢？

清除太空垃圾，消除地面隐患 这是美国此次拦截行动的官方理由。随着人类地球周边太空活动的频繁，各种报废飞行器和碎片等“太空垃圾”日益增多，这对正常的卫星和飞船活动构成了威胁。因为太空飞行器防护能力较差，一旦遭到异物的撞击就可能受到破坏甚至解体，最好的方法就是将其引导进入大气层，利用与空气的摩擦而燃烧销毁。此次美国就是设想用这种方式销毁已成为“太空垃圾”的NROL-21。但美国北方司令部司令利内特将军就此次拦截行动对媒体称，由于这颗失控卫星体积较大，因此即便在它穿越大气层后，仍会有未烧尽的残骸坠落到地球表面，其中大量燃料将对地面环境造成威胁。这一理由冠冕堂皇，但实际存在众多令人困惑之处。首先，对坠落地面的威胁担心似有多余。历史上曾有更大的卫星坠入大气层而基本销毁的先例，而且我们每天几乎都要面临数颗数吨重的陨石坠落化为流星的情况，而造成伤害的事件罕有所闻。当然也有可能美国近年为防止反卫星武器和高空核爆摧毁其卫星，而在卫星上采用了“加固”技术，使其能抗受大气层的高温，但这种加固对此次采用的动能杀伤也同样有效。其次，卫星碎片仍可能成为新的“太空垃圾”。在240千米处碰撞卫星，将使卫星解体为体积较小，但数量众多的高速太空碎片，部分可能很快坠入大气层烧毁，但仍有部分会保留在轨道，甚至跃迁到更高的轨道，对现有正常卫星构成更复杂的威胁。最后，卫星燃料对人类伤害之说难以自圆。卫星所带燃料在常态下对人类有毒毋庸置疑，但卫星在大气层近百千米的燃烧，仍无法使之爆炸燃烧几乎是不可能的。而且美国采用的动能拦截也是利用高速碰撞销毁燃料。可见，这种说法理由并不充分，只是美国军方的一面之词。

测试反导技术，发展新型战略武器 这是外界的普遍看法。《华盛顿邮报》和《纽约时报》对此次拦截评论称，军方是在以卫星为目标测试其颇具争议的导弹防御系统。正如前所述，美国目前对“标准”3的拦截试验还都局限在160千米以内，只适合拦截射程在2000千米以内的弹道导弹。而要拦截射程更远的导弹，拦截高度就要更高。如果把拦截高度提高到240千米，对应的弹道导弹射程可达到3000～3500千米，而这一领域的拦截试验更复杂，对靶弹和靶场的要求也就更高。采用“标准”3进行拦截不但可以减少试验费用，而且可以掩盖试验的真实目的，可谓一石数鸟。值得注意的是，美国一直辩称其导弹防御系统是纯粹的“防御”性质，而此次拦截将其“进攻”性质大白于天下。俄罗斯国防部在2008年2月16日发表声明称，美国击毁故障间谍卫星的计划只是个借口，真实目的是测试美国新型太空武器。俄塔社也称：“对于卫星潜在危险的推测背后，隐藏着典型反卫星武器的测试准备，这意味着一种新型战略性武器已经诞生。”

销毁机密，防止技术外泄 美国的侦察卫星计划一直是其国家核心机密，甚至连外形也是保密内容。近年来关于美国侦察卫星的改进计划众说纷纭。这颗卫星是美国“未来成像设施”计划中的首颗雷达成像卫星，采用了全新的成像技术，分辨率和精度都大幅提高，不仅是美国未来军事侦察的主力，也成为未来美国全球地理信息库建设的核心。美国目前正在着手将全球地表地形制作成高比例尺的三维模型，而雷达成像卫星不但可以很快测量出地表的高程，而且可以揭开地面伪装和测绘一定深度的地下设施，在其地理信息建设中不可或缺。因此卫星的核心部件，即使是微小的芯片都隐藏着巨大的技术秘密。此外，军事专家一直认为，美国近年来在卫星设计上采用了光学和电磁隐身技术，并利用新材料科技成果发展了卫星抗核和抗打击加固技术，但外界始终没有证据来证明这一点。如果得到卫星碎片就可以揭开这些秘密，从而发展有效的探测和打击美国卫星的技术。如果如外界所猜测，卫星采用了加固技术，其在坠落中就不可能完全烧毁。正如美国《时代周刊》所称，美国国防部此举的主要原因就是避免让卫星携带的尖端设备和先进技术落入他人手里。

此外，俄罗斯是仅次于美国对太空设施严重依赖的国家。2007年6月，俄第一副总理伊万诺夫在军工委员会会议上表示，俄总统已经批准了2016年的空天防御构想。为此，俄国防部已经制定计划，优先发展太空侦察和导航手段。俄联邦政府军事工业委员会第一副主席普季林上将也透露，在俄政府未来约5万亿卢布的国家武器发展计划中，各种新型侦察卫星将是采购重点。俄罗斯官员透露，目前俄军事航天活动的最主要任务就是研发新一代卫星。