02.27 2030-2050年美國戰略反導發展前景:攔截數千枚彈

裝備發展通常是螺旋式上升的。創新性很強的武器,往往不能馬上實現,常常被束之高閣或作為一種失敗的構想、項目。為了研製新式武器,需要在看似天方夜譚的“神奇武器”中獲得的技術儲備。

據俄“軍事評論”2月11日稱,里根的“戰略防禦倡議”就是研製“神奇武器”的反導計劃。實際上“戰略防禦倡議”框架內的許多研究成果在“國家導彈防禦”計劃中得以實現,目前這一計劃正在積極展開、運轉。

2030-2050年美國戰略反導發展前景:攔截數千枚彈

基於“戰略防禦倡議”計劃框架內的任務、項目,洞察近幾十年的技術發展,可以預測2030-2050年美國戰略反導的發展前景。

1、 反導的效費比


如果毀傷目標(包括假目標)的平均費用不超過目標本身的價值,則認為反導系統是高效的。此時要充分考慮敵我雙方的財政能力。換言之,如果美國的財政能力允許製造4000枚反導攔截器(每枚500萬美元),而俄羅斯的財政能力允許製造1500枚核彈頭(每枚造價200萬美元),當國防預算在國家財政中所佔比重相同的情況下,顯然美國將獲勝。

鑑此,美國全球戰略反導系統的基本任務是降低毀傷敵人每一枚彈頭的造價。為此需要採取下列措施:

- 降低反導單元的部署費用;

- 降低反導單元本身的費用;

- 提高個別反導單元的效能;

- 提高反導單元協同的效能。

2、 “鑽石卵石”與馬斯克


“戰略防禦倡議”計劃的基本子系統是“鑽石卵石”,主要任務是攔截蘇聯的洲際彈道導彈彈頭,即建立位於地球軌道上的攔截衛星星座,對處於軌跡中段的彈頭進行攔截。當年計劃將近4000顆攔截衛星送入軌道。不要說當時這一計劃根本不可能,甚至今天實現類似計劃也超出美國的能力範圍之外,而且由於二十世紀末計算機、傳感器不夠完善,“鑽石卵石”的效能令人生疑。從那時起,已經發生了翻天覆地的變化。

至於“降低反導單元的部署費用”,美國已經有能力以與俄羅斯相同或更低的費用將有效載荷送入軌道。可以說,之前美國並不掌握這種將載荷送入軌道的廉價方式。鑑於美國、俄羅斯的國防預算存在巨大差距,形勢顯然不利於俄羅斯。

當然,不得不提到馬斯克。正是SpaceX公司的新型火箭徹底改變了俄羅斯航天局此前佔統治地位的商業市場。


即使沒有BFR和New Glenn運載火箭,美國現有的“獵鷹9”和“重型獵鷹”火箭也完全可以低廉的費用將大量有效載荷送入軌道。

俄羅斯放棄了“質子”運載火箭,“安加拉”族運載火箭的局勢尚不明朗——十分昂貴,造價正在降低不是事實。即使進展順利,未來的“額爾齊斯”、“孫卡爾”、“聯盟-5”、“不死鳥”、“聯盟-7”火箭可能推遲十年才能服役。羅格津說過,超重型運載火箭“葉尼塞”可以多次使用,但這不是事實,而且將有效載荷送入軌道的費用方面,與NASA研製的超重、超貴SLS火箭不相上下。

而SpaceX公司卻可以為美軍提供先進技術,解決“降低反導單元本身的費用”問題。這一預測基於SpaceX公司展開的Starlink通信衛星網,用於保證全球可以便捷地接入互聯網。當年“戰略防禦倡議”計劃宣稱把4000顆以上的反導攔截器送入軌道,近十年內完全可能成為現實。鑑於SpaceX私營公司計劃把4000-12000顆通信衛星送入軌道,美國的國防預算完全允許將相同數量的攔截器(例如,每枚造價約150萬美元)送入太空。

BFR運載火箭的出現,不僅可以廉價發射攔截衛星,而且可以保證將其從軌道上收回、進行維護、升級或銷燬。

為什麼要在太空部署導彈攔截器?為什麼不從地面載具進行發射,就像現在的GBI計劃?

首先,使用商業運載火箭提前部署導彈攔截器要廉價得多。而使用軍用火箭發射同樣數量攔截器的費用顯然比使用SpaceX或Blue Origin私營公司的火箭要高得多。而且一定數量的導彈攔截器部署於地面、水下載具可用於高效加強/補充衛星集群,遂行我們下面研究的任務。

其次,與反導系統地面或海上單元相比,攔截衛星集群有更長的反應時間。可以預測,某些情況下攔截衛星可以在彈頭與假目標分離之前就對發射的洲際彈道導彈發起攻擊。

再次,敵人想消滅由大量軌道攔截器構成的航天集群相當困難。特別是軌道上除了幾千顆攔截衛星,還有幾萬顆商用衛星。這都說明,未來美國反導系統的太空梯隊將處於主導地位。

2030-2050年美國戰略反導發展前景:攔截數千枚彈

3、 反導激光武器


互聯網上經常出現下列消息:包括美國政客宣稱,未來反導系統框架內計劃部署配備軍用激光武器的軌道平臺,用於毀傷飛行初段的彈道導彈。目前美國工業部門完全有能力建造功率達300千瓦的激光武器,10-15年後,這一指標將達到1兆瓦。問題在於,太空中激光散熱十分複雜。在當前的技術發展水平即使有效功率係數為50%,完全可以獲得功率為1兆瓦的激光,但同時需要散去1兆瓦的熱量。此時需要為激光武器提供高效散熱和強大的能源。

俄羅斯在這方面擁有一定的優勢,因為在核動力太空牽引機制造框架內研製了高效的散熱系統。美國這方面的能力不得而知。

在軌激光武器平臺將完成哪些任務?可能構成何種威脅?

使用激光毀傷已經分離的彈頭效能不高,因為彈頭有強大的熱保護,保證其在大氣層中下落時的生存力。而毀傷助推段的洲際彈道導彈情況則截然不同,此時導彈剛剛加速:對於激光的打擊,較薄的彈體很脆弱,而發動機的尾焰會最大程度地暴露導彈,完全可以引導激光武器、攔截器攻擊導彈。

在軌激光武器對彈頭分離系統同樣構成嚴重威脅,因為在100-200千米高度已經不受大氣層的影響,高能激光束可以破壞導彈傳感器、制導系統或分離級發動機的工作,導致彈頭偏離目標,或被完全消滅。

彈頭分離、釋放假目標後,在軌激光武器同樣可以遂行重要任務。通常,假目標分為重型、輕型兩類。由於彈道導彈載荷能力有限,重型假目標的數量受到很大限制,輕型假目標卻可以大量搭載。如果每一枚真實彈頭配備1-2個重型假目標和10-20個輕型假目標,即使在現有的技術水平,為了毀傷1500枚帶有假目標的彈頭,需要10萬顆以上的攔截衛星(假設一顆衛星的攔截概率是50%)。即使對於美國,發射10萬顆以上的攔截衛星也是不可想象的。

因此,在軌激光武器的主要任務並不是直接遂行反導任務,而是協助其他子系統(尤其是攔截衛星集群)遂行這一任務,保證識別和(或)消滅假目標,以及通過毀傷部分發射的飛行初段洲際彈道導彈、彈頭分離系統幫助明顯減少真實目標的數量。

4、 反導系統地面單元


問題來了:美國未來的反導系統包括地面單元嗎?為什麼需要地面單元?毫無疑問,存在地面單元。原因如下:

首先,地面單元最成熟,已經部署。建立由數千顆攔截衛星構成的軌道集群是十分複雜、高風險的任務。其次,地面反導單元可以毀傷低空飛行的目標,如高超音速滑翔戰鬥部,天基單元很難將其毀傷。

目前美國戰略反導地面梯隊的主要打擊力量是地下反射井中的GBI導彈。隨著攔截器尺寸減小、艦載“標準”反導導彈也有能力攔截洲際彈道導彈,美國及盟國海軍艦艇、領土上地面發射裝置中部署的反導導彈數量將顯著增加。

結論

可以預計,2030年之前地面梯隊是美國反導系統的主力。此前各類攔截器的總數將達到近1000枚。

2030年後將部署軌道集群,預計持續五年,結果軌道上將出現4000-5000顆攔截衛星。如果經評估系統具備工作能力,效費比高,將進一步部署,直至在軌的攔截衛星達到10000顆以上。如此一來,可以預計2030年前美國的戰略反導系統將具備攔截近300枚彈頭及假目標的能力,2040年這一數字將達到3000-4000枚彈頭及假目標,能夠“過濾”輕型假目標的在軌激光武器出現後,美國的戰略反導系統將可以攔截近3000-4000枚彈頭和重型假目標,以及近10萬個輕型假目標。這一預測是否會成為現實在很大程度上取決於目前、未來美國領導的政治走向。


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