02.27 2030-2050年美国战略反导发展前景:拦截数千枚弹

装备发展通常是螺旋式上升的。创新性很强的武器,往往不能马上实现,常常被束之高阁或作为一种失败的构想、项目。为了研制新式武器,需要在看似天方夜谭的“神奇武器”中获得的技术储备。

据俄“军事评论”2月11日称,里根的“战略防御倡议”就是研制“神奇武器”的反导计划。实际上“战略防御倡议”框架内的许多研究成果在“国家导弹防御”计划中得以实现,目前这一计划正在积极展开、运转。

2030-2050年美国战略反导发展前景:拦截数千枚弹

基于“战略防御倡议”计划框架内的任务、项目,洞察近几十年的技术发展,可以预测2030-2050年美国战略反导的发展前景。

1、 反导的效费比


如果毁伤目标(包括假目标)的平均费用不超过目标本身的价值,则认为反导系统是高效的。此时要充分考虑敌我双方的财政能力。换言之,如果美国的财政能力允许制造4000枚反导拦截器(每枚500万美元),而俄罗斯的财政能力允许制造1500枚核弹头(每枚造价200万美元),当国防预算在国家财政中所占比重相同的情况下,显然美国将获胜。

鉴此,美国全球战略反导系统的基本任务是降低毁伤敌人每一枚弹头的造价。为此需要采取下列措施:

- 降低反导单元的部署费用;

- 降低反导单元本身的费用;

- 提高个别反导单元的效能;

- 提高反导单元协同的效能。

2、 “钻石卵石”与马斯克


“战略防御倡议”计划的基本子系统是“钻石卵石”,主要任务是拦截苏联的洲际弹道导弹弹头,即建立位于地球轨道上的拦截卫星星座,对处于轨迹中段的弹头进行拦截。当年计划将近4000颗拦截卫星送入轨道。不要说当时这一计划根本不可能,甚至今天实现类似计划也超出美国的能力范围之外,而且由于二十世纪末计算机、传感器不够完善,“钻石卵石”的效能令人生疑。从那时起,已经发生了翻天覆地的变化。

至于“降低反导单元的部署费用”,美国已经有能力以与俄罗斯相同或更低的费用将有效载荷送入轨道。可以说,之前美国并不掌握这种将载荷送入轨道的廉价方式。鉴于美国、俄罗斯的国防预算存在巨大差距,形势显然不利于俄罗斯。

当然,不得不提到马斯克。正是SpaceX公司的新型火箭彻底改变了俄罗斯航天局此前占统治地位的商业市场。


即使没有BFR和New Glenn运载火箭,美国现有的“猎鹰9”和“重型猎鹰”火箭也完全可以低廉的费用将大量有效载荷送入轨道。

俄罗斯放弃了“质子”运载火箭,“安加拉”族运载火箭的局势尚不明朗——十分昂贵,造价正在降低不是事实。即使进展顺利,未来的“额尔齐斯”、“孙卡尔”、“联盟-5”、“不死鸟”、“联盟-7”火箭可能推迟十年才能服役。罗格津说过,超重型运载火箭“叶尼塞”可以多次使用,但这不是事实,而且将有效载荷送入轨道的费用方面,与NASA研制的超重、超贵SLS火箭不相上下。

而SpaceX公司却可以为美军提供先进技术,解决“降低反导单元本身的费用”问题。这一预测基于SpaceX公司展开的Starlink通信卫星网,用于保证全球可以便捷地接入互联网。当年“战略防御倡议”计划宣称把4000颗以上的反导拦截器送入轨道,近十年内完全可能成为现实。鉴于SpaceX私营公司计划把4000-12000颗通信卫星送入轨道,美国的国防预算完全允许将相同数量的拦截器(例如,每枚造价约150万美元)送入太空。

BFR运载火箭的出现,不仅可以廉价发射拦截卫星,而且可以保证将其从轨道上收回、进行维护、升级或销毁。

为什么要在太空部署导弹拦截器?为什么不从地面载具进行发射,就像现在的GBI计划?

首先,使用商业运载火箭提前部署导弹拦截器要廉价得多。而使用军用火箭发射同样数量拦截器的费用显然比使用SpaceX或Blue Origin私营公司的火箭要高得多。而且一定数量的导弹拦截器部署于地面、水下载具可用于高效加强/补充卫星集群,遂行我们下面研究的任务。

其次,与反导系统地面或海上单元相比,拦截卫星集群有更长的反应时间。可以预测,某些情况下拦截卫星可以在弹头与假目标分离之前就对发射的洲际弹道导弹发起攻击。

再次,敌人想消灭由大量轨道拦截器构成的航天集群相当困难。特别是轨道上除了几千颗拦截卫星,还有几万颗商用卫星。这都说明,未来美国反导系统的太空梯队将处于主导地位。

2030-2050年美国战略反导发展前景:拦截数千枚弹

3、 反导激光武器


互联网上经常出现下列消息:包括美国政客宣称,未来反导系统框架内计划部署配备军用激光武器的轨道平台,用于毁伤飞行初段的弹道导弹。目前美国工业部门完全有能力建造功率达300千瓦的激光武器,10-15年后,这一指标将达到1兆瓦。问题在于,太空中激光散热十分复杂。在当前的技术发展水平即使有效功率系数为50%,完全可以获得功率为1兆瓦的激光,但同时需要散去1兆瓦的热量。此时需要为激光武器提供高效散热和强大的能源。

俄罗斯在这方面拥有一定的优势,因为在核动力太空牵引机制造框架内研制了高效的散热系统。美国这方面的能力不得而知。

在轨激光武器平台将完成哪些任务?可能构成何种威胁?

使用激光毁伤已经分离的弹头效能不高,因为弹头有强大的热保护,保证其在大气层中下落时的生存力。而毁伤助推段的洲际弹道导弹情况则截然不同,此时导弹刚刚加速:对于激光的打击,较薄的弹体很脆弱,而发动机的尾焰会最大程度地暴露导弹,完全可以引导激光武器、拦截器攻击导弹。

在轨激光武器对弹头分离系统同样构成严重威胁,因为在100-200千米高度已经不受大气层的影响,高能激光束可以破坏导弹传感器、制导系统或分离级发动机的工作,导致弹头偏离目标,或被完全消灭。

弹头分离、释放假目标后,在轨激光武器同样可以遂行重要任务。通常,假目标分为重型、轻型两类。由于弹道导弹载荷能力有限,重型假目标的数量受到很大限制,轻型假目标却可以大量搭载。如果每一枚真实弹头配备1-2个重型假目标和10-20个轻型假目标,即使在现有的技术水平,为了毁伤1500枚带有假目标的弹头,需要10万颗以上的拦截卫星(假设一颗卫星的拦截概率是50%)。即使对于美国,发射10万颗以上的拦截卫星也是不可想象的。

因此,在轨激光武器的主要任务并不是直接遂行反导任务,而是协助其他子系统(尤其是拦截卫星集群)遂行这一任务,保证识别和(或)消灭假目标,以及通过毁伤部分发射的飞行初段洲际弹道导弹、弹头分离系统帮助明显减少真实目标的数量。

4、 反导系统地面单元


问题来了:美国未来的反导系统包括地面单元吗?为什么需要地面单元?毫无疑问,存在地面单元。原因如下:

首先,地面单元最成熟,已经部署。建立由数千颗拦截卫星构成的轨道集群是十分复杂、高风险的任务。其次,地面反导单元可以毁伤低空飞行的目标,如高超音速滑翔战斗部,天基单元很难将其毁伤。

目前美国战略反导地面梯队的主要打击力量是地下反射井中的GBI导弹。随着拦截器尺寸减小、舰载“标准”反导导弹也有能力拦截洲际弹道导弹,美国及盟国海军舰艇、领土上地面发射装置中部署的反导导弹数量将显著增加。

结论

可以预计,2030年之前地面梯队是美国反导系统的主力。此前各类拦截器的总数将达到近1000枚。

2030年后将部署轨道集群,预计持续五年,结果轨道上将出现4000-5000颗拦截卫星。如果经评估系统具备工作能力,效费比高,将进一步部署,直至在轨的拦截卫星达到10000颗以上。如此一来,可以预计2030年前美国的战略反导系统将具备拦截近300枚弹头及假目标的能力,2040年这一数字将达到3000-4000枚弹头及假目标,能够“过滤”轻型假目标的在轨激光武器出现后,美国的战略反导系统将可以拦截近3000-4000枚弹头和重型假目标,以及近10万个轻型假目标。这一预测是否会成为现实在很大程度上取决于目前、未来美国领导的政治走向。


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