“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

我們在上文中已經講到了,印度反導反衛星計劃的興起原因主要是為了應對巴基斯坦核導彈威脅,接下來則主講印度反導反衛星計劃的發展。

二.發展階段

在印度人大力發展反導體系的同時,巴基斯坦人也沒閒著。2010年前後,巴基斯坦開始研製“阿巴貝爾”(Ababeel)中程彈道導彈。“阿巴貝爾”中程彈道導彈射程可達2200千米,是一款公路機動導彈。最重要的是,它能攜帶多個分導彈頭,大大提升了對印度導彈防禦體系的突防概率。而且“阿巴貝爾”中程彈道導彈還能攜帶核彈頭。

2017年1月24日,“阿巴貝爾”中程彈道導彈進行了首次試射。巴基斯坦武裝部隊公共關係辦公室在試射成功後發佈的新聞稿中指出:“‘阿巴貝爾’導彈的開發旨在提升巴基斯坦彈道導彈在地區內彈道導彈防禦系統威脅下的生存能力。”巴基斯坦沒有公佈“阿巴貝爾”導彈的彈道數據,但據美國國際戰略研究中心的分析,“阿巴貝爾”導彈在唯一一次試射中,其彈道最大高度達到了500千米。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

圖中標紅位置即為“劍魚”雷達,攝於一處印度導彈測控設施

也就是說,“阿巴貝爾”導彈的彈道大部分位於印度的雙層反導體系攔截高度之上,PAD攔截彈無法攔截。而在末段,“阿巴貝爾”導彈的多個分導彈頭則降低了AAD攔截彈的攔截概率。“阿巴貝爾”導彈大大降低了印度現有雙層反導體系的攔截概率。因此,自從巴基斯坦開始研製“阿巴貝爾”導彈後,印度也開始了彈道導彈防禦計劃第二階段的研發。

印度彈道導彈防禦計劃第二階段的目標是要攔截射程在5000千米以內,射高在150千米以內的中程彈道導彈。要想實現這一階段的目標就需要新的攔截彈,新的雷達。為此,印度研製了PDV高層反導攔截彈和“超級劍魚”雷達。

PDV攔截彈的研製始於2009年,幾乎和“阿巴貝爾”導彈同時。PDV攔截彈由兩級固體助推火箭、殺傷攔截器、整流罩等部分組成。PDV攔截彈全長10米,直徑1米,發射質量5000千克。其攔截高度在50-150千米左右,主要針對射程在5000千米以內的中遠程彈道導彈。PDV攔截彈的攔截高度遠遠高於PAD攔截彈,其攔截區域大氣更加稀薄,因此動能殺傷攔截器的制導方式也有所區別。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

PAD攔截彈發射瞬間

其殺傷攔截器裝備了紅外成像導引頭(128×128紅外焦平面陣列),可以更好地區分真彈頭和誘餌。這是因為彈道導彈的彈頭誘餌一般為塗有金屬層的氣球、輕型充氣氣球或剛性複合材料誘餌等。其紅外特性和真彈頭接近,但即便其紅外特性可以做得很像,但由於採用了紅外成像技術,導引頭依然可以通過外形等特徵區分出真彈頭和誘餌,大大提升了殺傷概率。

PDV攔截彈在大氣層內由激光陀螺儀等部件組成的慣性導航系統制導,同時也可以接收地面雷達的探測數據並相應地修正彈道。在攔截彈駛出大氣層後,會拋掉整流罩,殺傷攔截器上的紅外成像導引頭開始工作。殺傷攔截器釋放後,其彈載計算機會自動規劃攔截路徑,引導攔截器飛向彈道導彈再入彈頭。殺傷攔截器採用裝備無線電近炸引信的多爆炸成型彈丸定向戰鬥部。

2012年起,印度開始研製升級版的“劍魚”——“超級劍魚”雷達。根據印度媒體的報道,“超級劍魚”雷達最大探測距離將能達到1500千米。“超級劍魚”雷達研製成功後,將大大提升印度的反導能力。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

飛行中的PDV攔截彈

三、目標:反衛星

PDV攔截彈的最大攔截高度已經夠到了近地軌道的邊,這就為印度研製反衛星導彈奠定了基礎。在PDV攔截彈開始研製3年後的2012年,印度國防研究與發展組織首席工程師阿維納什.桑德爾在一次記者會上公開表示,該組織正在考慮基於反導攔截彈研發反衛星導彈。

然而,和AAD、PAD攔截彈的研製不同,PDV攔截彈的研製並非一帆風順。PDV攔截彈在2014年4月27日進行的首次試射中只是“接近命中目標”,並沒有取得成功。而PDV攔截彈的第二次試驗則一直拖到了3年之後才進行。PDV攔截彈的研製不順導致印度反衛星導彈的研製也隨之拖延。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

機動發射的AAD攔截彈

根據印度曼諾拉馬新聞網的報道,直到2016年,印度政府才正式批准了反衛星項目的研製計劃,項目的內部代號為XSV-1。(X表明是試驗項目,SV即Shakti Vehicle是反衛星試驗的代號,1則表明是首次試驗)。XSV-1項目的研製是在高度保密的情況下進行的。

印度國防研究與發展組織一名匿名官員在接受採訪時指出“國防研究與發展組織的成員得到明確警告,任何有關反衛星項目的細節都不能公開。只有6名核心人員知道項目的真正目的,大部分人都被告知這不過是一個新的高層反導項目。”為了進一步加強保密,該項目的對外公開代號被命名為PDV-Mark II,讓外界以為這不過是PDV攔截彈的又一改進型號。

印度之所以對反衛星項目的研製採取瞭如此嚴格的保密措施,主要是為了避免外國干涉。由於進行反衛星試驗會造成大量碎片,危及在軌衛星的安全,往往會遭到輿論的譴責。同時各大國也不一定希望又有新的國家躋身“反衛星俱樂部”,加劇太空軍事化。因此如果印度反衛星項目如果提前洩露出來,很可能遭到來自國際社會的巨大壓力而被迫胎死腹中。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

美國國家航空航天局)局長吉姆∙布里登斯廷

從事後來看,印度進行反衛星試驗後,確實遭到了國際輿論的譴責。美國國家航空航天局(NASA)局長吉姆∙布里登斯廷在4月1日就表示,“(印度進行反衛星試驗)這是一件可怕的事,它在國際空間站遠地點上方造成了大量碎片。”

吉姆∙布里登斯廷指出,印度的反衛星試驗至少造成了400塊軌道碎片,其中60塊碎片足夠大,可以被跟蹤。有24塊碎片高於國際空間站軌道的遠地點高度,未來受空氣阻力軌道降低,有可能危及到國際空間站及其中宇航員的安全。世界安全基金會的布萊恩·維登甚至號召商業公司考慮抵制印度的極地衛星運載火箭,以抗議印度的反衛星試驗。考慮到極地衛星運載火箭搭載商業公司的小衛星為印度航天帶來了可觀的收入,這一號召對印度航天界確實是一個威脅。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

Microsat-R衛星發射瞬間

雖然印度方面表示,他們已經盡最大可能採取了預防措施,以減少空間碎片的產生。他們選擇近300千米的低軌衛星進行反衛星試驗就是為了讓產生的軌道碎片高度較低,壽命較短,儘快落入大氣層燒燬。據印度專家估計,在此次試驗產生的中,有95%以上將在兩年內落入大氣層燒燬。

不過,事實上,低軌反衛星試驗產生的碎片不一定都在低軌道上。 因為衛星被摧毀時碎片迸濺的方向是隨機的,如果碎片獲得更大能量且向上方迸濺,那麼這些碎片就有可能進入更高軌道,造成長久的安全威脅。

2017年2月11日,PDV攔截彈進行了第二次試驗。PDV攔截彈從阿卜杜勒卡拉姆島發射,在97千米高度上成功摧毀了靶彈。靶彈是從距阿卜杜勒卡拉姆島2000多千米的軍艦上發射的,可以模擬中程彈道導彈的彈道特性。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

印度反衛星導彈發射瞬間

2018年9月24日夜間,印度進行了PDV攔截彈的第三次試驗,發射了1枚PDV攔截彈。PDV攔截彈在大氣層內依靠地面雷達傳輸的數據和慣性導航系統制導,在大氣層外拋開整流罩,殺傷攔截器在紅外導引頭的引導下成功摧毀了靶彈。這次試驗的成功標誌著PDV攔截彈已基本成熟。這就使得加快反衛星項目的進度成為可能。

同樣也正是在2018年9月,印度反衛星導彈的研製進入決定性階段。2018年9月起,印度國防研究與發展組織負責該項目的人員開始採取7*24小時工作制,全力投入到反衛星項目的研製中。

印度之所以用PDV高層反導攔截彈作為基礎研製反衛星導彈,是因為高層反導和反衛星的技術很多都是相通的。二者都是要在空間中攔截高速目標。高層反導的攔截高度和近地軌道衛星的軌道高度也比較接近。同時,由於大部分衛星目標要比彈頭大,反導系統所裝備的雷達完全可以用於反衛星任務,不需要進行更換。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

正在飛行的印度反衛星導彈

從某種意義上講,反衛星比高層反導還容易。因為衛星的軌道相對固定,可以提前觀測掌握,攔截諸元也可以實現確定,對攔截器的機動性要求沒有那麼高。而彈道導彈彈頭則需要時時探測、定位,即時計算攔截諸元,在攔截彈飛行途中隨時調整路徑,對攔截器的機動性要求更高。

此外,大部分衛星都有巨大的太陽能電池板,目標更大,更容易被雷達探測到。而導彈彈頭的目標則要比衛星小得多,而且還要區分是否是假彈頭,因此反導任務比反衛星任務隊對制導系統的要求也更高。反衛星任務需要的飛行高度則比反導任務要高得多,其飛行高度應至少能覆蓋低軌道,甚至中高軌道的衛星。二者各有側重,但總的來說還有很多相似之處。印度此次借反衛星試驗之機,既直接展示了自身的反衛星能力,同時也間接展示了自身的高層反導實力。

高層反導和反衛星的殺傷方式也有所區別。高層反導的殺傷攔截器一般採用直接碰撞的方式摧毀目標。當然高層反導的殺傷攔截器也可以直接用於反衛星,但如果不加改進直接用它反衛星的話,殺傷攔截器和衛星的直接碰撞會造成大量的空間碎片,引發國際輿論譴責,同時也危及己方軌道相近衛星的安全。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

印度反導試驗

因此反衛星的殺傷攔截器一般採用“帆板拍擊”的方式,用一個由樹脂材料製成的“蒼蠅拍”去拍擊衛星,這樣可以大幅減少撞擊產生的衛星碎片數量。也可以使用“金屬傘”型裝置,增加碰撞面積,提高殺傷概率。總而言之,高層反導的殺傷攔截器只要撞中摧毀就好,不必考慮其他問題。而反衛星的殺傷攔截器則需要考慮碎片問題,因此往往採取加大碰撞面積,使用“鈍撞擊”的方式來達成攻擊目的。

根據印度媒體的報道,此次印度試射的反衛星導彈主要由三級固體助推火箭、殺傷殺傷攔截器、整流罩三部分組成,全長13米,發射重量達18噸。從印度公佈的反衛星導彈發射圖像來看,其一二級助推段外形和PDV攔截彈比較接近,但長度有所增加,以實現更高的攻擊高度。第三級直徑比一二級要小,整流罩也比PDV攔截彈的整流罩要小,說明其殺傷攔截器比PDV攔截彈的殺傷攔截器要小一些。總體而言,印度此次試射的反衛星導彈就是PDV攔截彈的加長版,增加了射高,更換了殺傷攔截器。

印度此次反衛星試驗的靶標衛星是Microsat-R偵察衛星,該衛星是印度空間研究組織於今年1月24日使用PSLV-DL運載火箭發射的。發射後13分鐘,該衛星被送入太陽同步軌道,其近地點高度為268千米,遠地點高度289千米,軌道傾角96.6度。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

Microsat-R衛星

Microsat-R偵察衛星全重740千克,有兩片太陽能電池板。有趣的是在此次空間發射任務成功後,印度媒體宣傳最多的是搭載學生研製有效載荷的Kalamsat-V2號試驗衛星,而對於Microsat-R偵察衛星卻三緘其口。一般而言,反衛星試驗的靶標衛星一般都選用的是報廢的舊衛星,很少攻擊完好的新衛星。但印度此次反衛星試驗卻使用嶄新的Microsat-R偵察衛星作為目標,箇中原由耐人尋味。

結合印度媒體此前的報道情況來看,很可能Microsat-R偵察衛星未能成功進入預定軌道,或者入軌後發生了故障,無法正常工作,這才使得印度選擇該星作為靶標衛星。

選定靶標衛星後,需要對其進行充分的觀察,確定其軌道數據,制定最優攻擊方案。根據印度國防研究與發展組織官員的說法,在此次反衛星試驗之前,他們用了兩個月的時間觀測衛星軌道數據,優化殺傷攔截器的攻擊路徑和導引算法,這才確保了此次試驗的成功。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

印度反衛星導彈攻擊示意圖

2019年3月27日上午11時9分(印度當地時間),反衛星導彈從阿卜杜勒·卡拉姆島上的4號發射位發射。印度公佈的演示視頻展示了反衛星導彈的攻擊全過程:反衛星導彈在地面雷達的引導下飛向目標,飛出大氣層後導彈一子級在45千米高度分離,導彈二子級在110千米高度分離,殺傷攔截器在和導彈三子級分離後繼續飛行,最終在雷達引導下在274千米高度上摧毀了靶標衛星,整個過程用時168秒。殺傷攔截器摧毀衛星的位置距發射場水平距離約為283.5千米,直線距離約為450千米。

此後,美國空軍第18空間控制中隊的發言人也表示,他們檢測到了印度的此次反衛星試驗。印度的此次反衛星試驗在近地軌道上至少形成了250多塊碎片。該中隊是美國空軍專門負責監視外太空物體的部隊。此後,美國代理國防部長帕特里克·沙納漢也表示,他對各國試驗和使用反衛星武器感到擔憂。除此之外,他還強調了反衛星試驗造成的空間碎片問題,指出這些碎片可能對在軌衛星構成威脅。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

反衛星試驗模擬圖

印度曼諾拉馬新聞網在試驗後採訪了印度國防研究與發展組織首席工程師阿維納什.桑德爾。他表示,印度已經證明了自己有能力應對任何太空威脅。目前印度正在全面考慮太空作戰需求,並將其納入國防計劃中。

桑德爾指出:“我們現在需要建立‘太空司令部’,進一步整合資源。我們今天已經展示出了一種全新的能力,我們彙集了我們的資源,以便在很短的時間內創造歷史,我們還可以做得更多。” 桑德爾還指出,此次反衛星任務所用導彈是導彈防禦攔截彈的變種。反衛星任務同時也展示出了印度攔截遠程彈道導彈的能力。

此次反衛星試驗說明印度具備了一定的反衛星能力。不過,Microsat-R偵察衛星的軌道高度即便在近地軌道衛星中也不算很高,摧毀它只能說明印度具備了低軌反衛星能力,可以攻擊敵方的低軌偵察衛星。對於高軌衛星,如數據中繼衛星、導航衛星,印度的反衛星導彈依然無能為力。

“白象之盾”——印度反導反衛星計劃(二)

印度偵察衛星

同時,摧毀軌道已知無變軌能力的己方衛星很容易。在戰時要想摧毀具有一定變軌能力的敵方衛星恐怕就沒那麼容易了。如果衛星具備一定的變軌能力,在探測到敵人反衛星導彈發射後,地面可以向衛星發射相應的變軌指令,那衛星的生存能力就會大大加強。

不過,目前的大部分衛星都缺乏這種防禦反衛星武器的強變軌能力。因為這需要更多的燃料儲備、更大的推進器,會大大增加衛星的質量,在和平時期這會降低衛星的經濟效益。因此,地球軌道上的大部分軍用航天器都可以被現行的反衛星導彈擊毀。但如果未來太空軍事化的趨勢繼續,那麼很顯然各大國不會坐視自己的衛星在越來越嚴峻的反衛星武器威脅下毫無防禦能力。軍用衛星的機動變軌規避能力有望大大增強,“劍與盾”的鬥爭將會在太空延續下去……


分享到:


相關文章: