导读：随着国际竞争日益激烈，各国已经不再满足陆海空三个领域的角力，转而将目光聚集到尚显宽裕的太空领域，新一轮空间对抗由此展开。空间对抗即为争夺空间控制权、保证空间优势而采取的作战行动。空间对抗系统由空间态势感知系统、进攻性空间对抗系统、防御性空间系统三部分组成。作为部署最早、发展最快、体系最完善的空间力量，美国的空间攻防体系值得我们借鉴和学习。
战略理论
空间对抗战略起源于二战时期的美苏争霸。那时空间对抗更熟悉的说法是太空威慑，太空威慑与核威慑一道成为冷战时期军备竞赛的核心。冷战结束后，美国在太空领域出现一国独大的局面，尤其是1991年的海湾战争展现出太空系统在常规战争中的独有能力和优势，从而推动了后冷战时代美国威慑战略理论的变化，并催生太空威慑理论的独立发展。近两年内，空间对抗日益激烈，美国相继出台多部文件，梳理如下：
战略体系
美国空间攻防对抗体系由三部分构成：空间态势感知系统、空间攻击系统和空间防御系统。美国空间态势感知系统采用天地一体化方式，由地基系统和天基系统组成。其中：地基系统以雷达和光学为主;天基系统以光学遥感器为主。美国空间态势感知系统在航天器发射、返回及在轨运行等方面均发挥着巨大的作用;除了对航天器进行监测外，还负责对轨道碎片和自然天体的运行情况进行观测，分析目标信息，并进行编目，以掌握空间态势，向民用和军用航天活动提供空间目标信息态势保障。
目前，美国用于空间目标探测的地基系统已经遍布全球，并且能够在特定的探测区域内实现对空间目标的连续探测和监视。地基系统已完成全球25站址的部署，拥有30余台探测设备，并建立了2个专门的空间目标监视指控中心。重点发展项目是新型空间篱笆与新太空望远镜项目。
新型空间篱笆项目指的是由多个地基相控阵雷达站构成的大型太空探测系统，旨在探测低地球轨道的小卫星和碎片，是美国提高太空态势感知能力的一个关键项目。新系统包括一个大孔径、S波段、有源电子扫描阵列雷达，增加了探测更多、更小物体的能力，能跟踪空间中的意外事件，例如威胁性的卫星机动、火箭解体及产生的轨道碎片。目前，“空间篱笆”项目已通过美空军的关键设计评审，S波段雷达设计与相关基础设施建设方案均满足美空军的需求，标志着该项目设计阶段结束，进入生产制造阶段，系统将于2018年底前具备初始作战能力，可跟踪的空间碎片数量将由2万个增加至20万个。
新太空望远镜项目在2014年迁移至澳大利亚西部，并于2016年正式开始运行。作为新一代地基核心光学装备(望远镜)，能重点提高地球静止轨道(GEO)目标宽视场跟踪能力;与现有望远镜比，其搜索速度和灵敏度可以提高1个数量级，且视野更宽，能实现对GEO小目标稳健跟踪。
空间态势感知系统的天基系统主要由低轨和高轨的若干卫星组成。在低轨系统中，最为核心的是STARE微纳卫星星座和SBSS星座;在高轨系统中，最为核心的是GSSAP系统和GEO目标监视纳卫星星座;在感知/攻防两用系统中，最为核心的是低轨XSS-10/11和高轨ANGELS卫星。其中GSSAP卫星具备较强的机动变轨能力，能够在地球同步轨道带内机动飞行，按需抵近地球同步轨道目标实施抵近侦察，能以最佳视角获取目标图像。“天基空间监视系统”(SBSS)，主要目的是建立一个低地球轨道光学遥感卫星星座。SBSS拥有较强的轨道观测能力，重复观测周期短，并可全天候观测，可大幅度提高美国深空物体的探测能力。
空间攻击主要是指对卫星实施攻击，以实现破坏卫星功能、甚至物理摧毁卫星为目标。空间攻击主要分为软杀伤和硬杀伤两种，其中：软杀伤主要是电磁干扰、网络攻击，不造成对卫星的实际物理伤害，只是使其在一定时间内丧失功能;硬杀伤是主要以天基平台为主的近距离攻击手段，以卫星功能永久丧失为目标，对卫星的破坏力极大，甚至导致作战体系的直接瘫痪。主要硬杀伤攻击方式如下：
在空间防御方面，美国认为对空间系统的防护不可能完全抵御所有的攻击，尤其是对卫星物理结构摧毁性的硬杀伤攻击，而应采取有限防护的原则，即防护的目的在于提高空间系统在受到攻击后的生存概率及恢复或重建速度，并增加敌方攻击的技术难度和经济成本。例如：采用“即插即用”小卫星，可在数天甚至数小时内以低廉的成本完成发射入轨，将有效提高关键空间系统在未来战争中的快速补充和恢复、重建能力;应用“虚拟卫星”或“星簇”结构等技术，会明显加大对卫星硬杀伤的技术难度和成本。
关键项目
进攻性空间对抗技术要依托于在轨操作技术、在轨维护和检查技术、空间碎片清理技术、卫星微波干扰技术等。美国在进攻性空间对抗技术研究开展较早，包括轨道快车项目、自主交会技术验证、“凤凰”计划、“蜻蜓”计划、“蜘蛛制造”项目、“建筑师”项目、“机器人组装模块化空间望远镜”(RAMST)、“轨道展望”项目等。
轨道快车项目：轨道快车项目目的在于开发研究未来空间在轨补给和修复与重构技术，并且通过在轨飞行演示和验证达到发展该技术的目的。“轨道快车”计划需要研制2颗卫星，1颗称为“自主空间运输和机器人轨道器”(ASTRO)，也就是交会对接追踪星;另1颗称为目标星(NEXTSat)，它是1颗接受追踪星提供服务、模拟需要维修或补给的卫星。在轨飞行演示具体的要求包括：①研制和验证非专利卫星在轨服务接口技术的要求与指标;②研制和验证自主交会对接的制导、导航与控制(GNC)系统，以及追踪星(服务星)和目标星技术;③在轨飞行验证自主交会、靠近操作技术，以及捕获与对接方式;④在轨飞行验证燃料输送(从追踪星到目标星);⑤在轨飞行验证轨道更换单元(ORU)输送。
自主交会技术验证：自主交会技术验证(DART)卫星是美国国家航空航天局(NASA)研制的一种自主交会试验卫星，其研制目的是试验未来美国航天器接近其它航天器时执行复杂机动操作所需的传感器、推进系统及制导软件。DART卫星是一个长约1.8米、直径为1米的圆柱形卫星，其重量为360千克(包括肼和氮燃料)。DART任务的试验是在没有人干涉的情况下，自主发现和捕获目标，并通过自主引导，接近美国的“多路径超视距通信”(MUBLCOM)卫星，接近距离达几米。
“凤凰”计划：提到“凤凰”计划就不得不提其发展的基础FREND项目，FREND项目能够利用多自由度机械臂自主抓取空间物体，为航天器提供救援、修理、空间碎片移除服务，以延长航天器的寿命。“凤凰”计划是在FREND项目的基础上力图通过创新发射、部署方式的突破，探索新型在轨服务模式，建立起一个面向重复利用的在轨服务支援体系。
在“凤凰”计划中，整个大系统主要包括以下3个创新系统：
(1)有效载荷在轨交付系统(PODS)：作为有效载荷搭载到商业卫星上并发射到GEO轨道，之后，通过商业卫星上的弹射装置，将PODS在轨释放。
(2)服务航天器(Servicer/Tender)：装有机械臂，能利用退役的在轨卫星上的天线重新构造一颗新的通信卫星，并带着新卫星进行轨道转移，作为新卫星的中继通信站和无线能量传输站(如图所示)。
(3)模块卫星(satlets)：放在有效载荷轨道交付系统(PODS)内作为搭载有效载荷。模块卫星功能各异，但设计均为标准结构，以适应有效载荷在轨交付系统和服务航天器上的相关标准接口。
“蜻蜓”计划：“蜻蜓”计划旨在实现尺寸更大、能力更强、目前无法在组装完成后装入标准运载器整流罩发射的通信卫星。“蜻蜓”项目的应用目标包括军用和民用，其项目概念在于利用处于“有效贮藏”状态的卫星进行在轨自组装，该项目的关键点为大型射频天线反射器的安装与重构。DARPA将该项目授予卫星制造商劳拉空间系统公司(Space Systems/Loral Inc)，计划在2020年后完成在轨飞行演示验证。
“蜘蛛制造”计划：受美国NASA的创新先进概念项目资助，美国绳系无限空间技术开发公司(TUI)率先于2012年提出蜘蛛制造的太空制造技术构想：利用多臂空间机器人自身携带的3D打印头及材料，在轨制造特定的空间结构单元，并进行在轨装配以形成大型天线、太阳能电池阵或太阳帆等空间系统。计划在2022年完成在轨飞行演示试验，2024年实现在轨自主装配。
“建筑师”项目：“建筑师”项目旨在开发太空中大型复杂系统的增材制造、聚合和组装。其承包商是诺斯罗普格鲁曼公司和太空系统公司。“建筑师”项目通过将经过空间验证的机器人操作与国际空间站(ISS)和地面实验室展示的增材制造相结合，实现了广泛的空间制造和装配能力。该项目从根本上实现新的航天器设计，并降低与发射卫星资格相关的成本。
“机器人组装模块化空间望远镜”(RAMST)：该项目旨在在太空中利用机器人构建超大型太空望远镜。该架构的主要特征包括使用模块化可展开结构构造的主镜、用于组装维修望远镜的通用机器人、先进的计量技术和支持装配操作期间的波前控制。望远镜系统划分为四个地层飞行部件：主镜、光学和仪器单元(OIU)、计量单元和遮阳板。这四个部件中的每一个都是与其他部件机械隔离的独立航天器。OIU包含球面像差校正器和宽视场取景望远镜以及用于传输科学数据和图像的仪器和高增益通信系统。计量单元包含一个激光测量系统，该系统采用多种技术，为组装和操作提供所需的动态范围和精度。
“地球同步轨道卫星机器人服务”：DARPA的“地球同步轨道卫星机器人服务”(RSGS)计划旨在解决在轨卫星的检查、维修、升级问题，这些技术将在GEO中实现合作检查和服务，并在未来几年内在轨道上应用这些技术。DARPA开发的模块化工具包(包括硬件和软件)将与私人开发的航天器相结合，以创建一个商业拥有和操作的机器人服务飞行器(RSV)，可以在太空中进行在轨服务。
“轨道展望”项目：“轨道展望”项目运用大数据技术完成7套太空态势感知网络实时数据集成，组建了全球最大的太空态势感知网络，大幅度缩短太空告警时间。该项目旨在将政府、军方、商业组织、高校的空间目标监视设施的观测数据和无线电遥测数据通过统一的平台集中起来，通过数据融合，弥补单一信息不完整、不精确或不确定所造成的缺陷，实现空间监视数据的全面、高效利用，改善目标探测跟踪精度和信息可信度，提升威胁研判的实时性和准确度，生成一致的空间态势视图。
关键技术
美国DSCSⅢ卫星抗干扰技术：第三代国防卫星通信系统(DSCSⅢ)是美军重要的卫星通信系统，采用了以下主要抗干扰技术。
DSCSⅢ卫星通信系统还采用了通信速率可变、多种纠错方式、抗核辐射加固、提高地面站的抗干扰性能等技术和措施。
Milstar卫星抗干扰技术：Milstar卫星采用的抗干扰技术主要有：
Milstar还采用了数据传输纠错技术、加密技术、60GHz星间链路技术、抗核辐射加固等其它抗干扰技术，使得Milstar卫星空间部分有足够的抗干扰能力，可提供不受干扰的保密通信。目前，美国军用通信卫星抗干扰的主要发展趋势是采用星上自适应调零天线和采用更高的转发器带宽以获得更高的扩频处理增益及采用混合式抗干扰体制。
美国不断调整其空间安全战略，研发新型空间装备，布局先进空间系统项目，形成完善成熟的空间攻防对抗体系。美国空间系统与能力的提升，使我国面临日趋严峻的空间战略环境，已对我国空间利益拓展与和平利用空间提出严峻挑战。我国空间力量经过长期和持续的发展，特别是“神舟”系列飞船发射计划和报废卫星打击试验的顺利实施，有了长足进步，但是空间力量尚存差距。未来我国要加强空间战略规划、创新空间军事理论，同时坚持军民融合、统筹空间力量发展，持续瞄准技术突袭、培养空间军事人才，以此不断增强空间力量。
主要参考文献
1.凤凰_计划关键技术及其启示_陈罗婧
2.国外空间对抗装备与技术发展_张保庆
3.美国空间攻防体系发展与能力研究_李青
4.美国空间力量发展对我国空间安全的影响_赵海洋
5.国外空间电子对抗技术发展_周宇昌
6.美国_轨道快车_计划中的自主空间交会对接技术_林来兴
7.DARPA官网
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/UvL229ZVbC2A_oHn8mAgvw
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