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美军SBIRS地面系统升级 提升天基导弹预警能力

中国网谢武 2015-12-31 11:45:32

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  新一代天基红外系统(SBIRS)在探索中前进

  在使用DSP卫星的过程中,美军反映该系统预警时间短,误报率和漏报率的问题始终没有解决,对跟踪飞行中段的导弹、监控中近程弹道导弹的探测能力有限,而且信息系统平台也有传输和集成方面的问题,所以美国不断改进DSP系统,增加了地面、海基移动接收站,进一步提出了天基红外系统计划,这是一个旨在满足美国21世纪前30年的综合系统。

  美国天基红外系统计划从1992年开始一直持续到今天,主要任务是为美军提供全球范围内的战略和战术弹道导弹预警,对弹道导弹从助推段开始进行可靠稳定的跟踪,为反导系统提供关键的目标指示功能。天基红外系统提供了更为强大、可靠和灵活的弹道导弹预警信息,不仅可以更早地探测到远程和洲际弹道导弹的发射,增加了对飞行中段弹道导弹的探测跟踪能力,还在设计之初就考虑到对中近程战术弹道导弹的探测跟踪能力。

  最早规划的天基红外系统是一个包括高轨道星座、低轨道星座和地面数据接收处理设施构成的复杂的综合传感器系统。天基红外系统的高轨道星座包括2颗高椭圆轨道卫星(HEO)和4颗静止轨道卫星(GEO),主要用于接替国防支援计划卫星进行关键的战略和战术弹道导弹发射和助推段飞行探测任务。天基红外系统的低轨道星座包括24颗低轨道卫星,这个项目源自更早的“亮眼”计划,主要用于执行对弹道导弹飞行中段的精确跟踪任务,并提供了将弹头从诱饵和弹体碎片中区分出来的识别能力,并可直接向拦截弹提供目标引导数据。天基红外系统的高轨道和低轨道部分合作提供了覆盖全球的探测跟踪能力。

  2001年天基红外系统的低轨道星座部分从美国空军转交给美国导弹防御局,并改名为“空间跟踪与监视”(STSS)卫星系统,2009年STSS的两颗技术演示验证卫星发射上天并验证了其能力,但由于预算问题,美国导弹防御局决定推进下一代的“精确跟踪太空系统”(PTSS)的建设,PTSS系统将使用静止轨道卫星,从而与原来的天基红外系统低轨道星座彻底分道扬镳。

  天基红外系统的静止轨道卫星的红外载荷要更为丰富,包括高速扫描型红外探测器和高分辨率凝视型红外探测器,它们均为近红外、中红外和地面可见波段三色红外探测器,使用被动辐射制冷方式,具有很高的敏捷指向控制能力。高速扫描型探测器使用扫描平面阵分别扫描地球的北半球和南半球,对导弹发射的尾焰进行早期探测,随后将初步探测导弹的目标转交给高精度的凝视型探测器,凝视型探测器使用更为精细的凝视平面阵拉近导弹飞行画面,对目标进行精确跟踪。

  根据美国政府问责办公室2009年的评估报告,天基红外系统项目预算从最初的40亿美元快速膨胀到120亿美元以上,还存在技术不成熟、软件复杂性过高以及项目监管不力等诸多问题。天基红外系统的进度更是屡次拖延,原定第一颗高椭圆轨道卫星2001财年交付,第一颗静止轨道卫星2002财年交付。实际进度分别延迟了7年和10年。但天基红外系统在未来很多年内依然都将是美国唯一的天基红外预警监视项目。

  步步升级的天基红外系统地面设施获重大进展

  目前,美军有两颗已经部署的天基红外系统静止轨道卫星(GEO)。其中,SBIRS GEO-1卫星于2011年5月发射,SBIRS GEO-2卫星于2013年3月发射。空军发言人蒂娜 格里尔称,GEO-3原计划在2016年夏发射。然而,由于GEO-3交货时间早,GEO-4预计会准时交货。在《2014年国防授权法案》附带的报告中称,美国参议院认为“天基红外系统”(SBIRS)卫星第5颗和第6颗卫星会携带已达30年的老旧技术发射升空。空军官员和SBIRS主合同商洛克希德·马丁航天系统公司称同时购买SBIRS GEO-5和GEO-6将节省10亿美元。

  除了星座外,天基红外系统还有一系列地面设施组成,这主要包括:美国本土的任务控制站(MCS)、一个备份的任务控制站、一个抗毁任务控制站;海外中继地面站(RGS)、一个抗毁中继地面站;多任务移动处理系统(M3P)和相关通信链路;培训、发射和支持性基础设施。地面设施通过三个阶段来完成,第一阶段将把DSP和对战区的攻击和发射早期报告(ALERT)地面站联合成一个本土任务控制站,并使用DSP卫星的数据;第二阶段改进第一阶段的软件和硬件,以满足高轨道天基红外系统星座以及保留的DSP卫星所要求的功能。此外,多任务移动处理系统将取代战区内陆军联合战术地面站并满足SBIRS战略处理的要求。第三阶段为SBIRS低轨道卫星提供所需的功能。

  近期,美国天基红外系统新一代“Block10 增量2”地面系统研制达到两个关键里程碑节点。首次具备可同时对包括国防支援计划卫星、SBIRS同步轨道卫星、SBIRS大椭圆轨道载荷在内的全部预警卫星星座/载荷进行控制的能力。Block10系统的这一升级将所有的预警卫星运控操作统一地由一个主任务站和一个备份控制站完成。Block10系统同时也在其四个主要任务领域获得了性能提升,这些领域包括导弹预警、导弹防御、战场态势感知以及技术情报。

  另外,全星座(FC)控制测试的结束也意味着能力评估(CE)阶段的完成。此次FC测试由SMC指挥,并由美空军第460部队运行小组执行。根据从之前SBIRS地面系统升级获得的经验,此次Block10的升级采用了“爬、走、跑”的递进方法,成功地演示了这一集成所有类型星座操作的新型系统的功能。CE阶段的完成则标志着Block10系统可满足设计需求,并且表明该地面系统已经做好进入业务使用的准备。

  美军太空司令部的航天与导弹系统中心远程遥感中心主任表示,FC和EC节点的完成是美空军在迈向2016年实战可用性过程中的主要成就和风险降低措施。航天与导弹系统中心是美国空军采购和发展军事航天系统的中心机构。该机构的投资项目包括“全球定位系统”(GPS)、军事卫星通信系统、国防气象卫星、航天发射和测距系统、卫星控制网络、天基红外系统以及空间态势感知能力。(谢武)

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