美國天基監測發展歷程_風聞

在2018版的《空間聯合作戰條令》中，美國將空間態勢感知能力（現已演進為空域感知）作為太空作戰十大能力之首。美國的空間態勢感知能力已經形成空、天、地一體的全域覆蓋監測網，機制上逐步形成了軍、民、大學、商業公司一體化聯動體系。

本文主要介紹美國在天基空間目標監測的技術發展歷程和未來發展趨勢。

圖1：2018版《空間聯合作戰條令》（圖源：網絡）

20世紀90年代至21世紀初

美國陸續發射了低軌道 MSX衞星[1]、XSS-10/11 跨域飛行器、同步軌道微納衞星MiTex-A/B等，秘密進行了低/高軌道空間的空間目標技術演示試驗，驗證多項天基空間目標普查與精測技術，極大地推動了天基空間態勢感知衞星的發展進程[2-3]。

2009年

STSS-ATRR衞星發射入軌，用於驗證原型傳感器技術及其跟蹤導彈的能力，旨在降低導彈防禦系統的新技術風險，是一個典型的特定空間目標監測衞星[4]。

2010年

SBSS-1衞星成功發射運行[5]，標誌着空間目標監測正式進入天基時代。SBSS系統預計將美國空間目標監測能力提高50%，可以覆蓋中高低軌道的各類軌道或彈道目標，並具有目標特性探測能力。

2014年9月

“地球同步軌道空間態勢感知計劃”GSSAP 1/2衞星和“局部空間自主導航與制導” ANGELS衞星發射入軌，首先開啓了同步軌道的空間目標原位探測技術競爭。

2016年8月

第3、4顆GSSAP衞星以及第2顆ANGELS入軌運行。4顆GSSAP衞星均位於標稱靜止軌道高度以下150 km左右的軌道[6-7]。ANGELS衞星則是可在同步軌道帶機動的微小衞星，可近距離抵近偵察同步帶衞星[8]。

2017年8月

“作戰響應空間”ORS-5衞星發射入軌。ORS-5是一顆低軌赤道衞星。其目標是驗證低成本空間態勢感知技術，進行技術演示以降低未來任務風險。可實現快速、連續、無指令的同步軌道帶搜索與識別，衞星軌道週期104 分鐘，因此每天可更新目標信息14-15次[9]。

此外，美國積極鼓勵其同盟、國內商業公司、教育機構進行天基空間目標的技術研發。2014年與加拿大合作發射了“藍寶石”Sapphire衞星，星上載有光電傳感器，對高軌空間目標進行跟蹤監測，為其空間態勢感知提供服務[10]。

2012和2013年

Livermore實驗室發射了兩顆立方星STARE-A/B。提出通過對近距離危險交會目標進行主動監測，提高危險交會目標的軌道精度，大幅降低危險交會的虛警率[11]，降低地面系統的運行成本。

圖2：美國的天基空間目標監測衞星（圖源：作者）

從原理上説，但凡配置有遠距離感知載荷的衞星皆可成為空間目標監測節點。因此筆者預測，隨着以SpaceX為代表的高通量巨型衞星星座的加速部署，未來天基空間目標監測將具備泛在性。高速互通互聯的衞星星座可完成區域協同觀測、全球泛在感知，順勢形成了未來的空間目標監測的“天網”。

——閒暇散筆，權當談資。

參考文獻：

[1] Mill J D, Guilmain B D. The MSXMission Objectives [J]. Johns Hopkins APL Technical Digest, 1996, 17(1): 4-10.

[2] Davies T M. XSS-10 Micro-SatelliteFlight Demonstration [C]// Georgia Tech Space Systems Engineering Conference—GT-SSEC. Atlanta, GA,Nov 8-10, 2005.

[3] Richards R, Tripp J, Pashin S, etal. Advances in Autonomous Orbital Rendezvous Technology: The XSS-11 LidarSensor [C]// Proceedings of the 57th IAC/IAF/IAA (International AstronauticalCongress). Valencia, Spain, Oct 2-6, 2006.

[4] Boeing. Space Based SpaceSurveillance (SBSS) System [EB/OL]. (2010-01-18) [2019-09-20].http://www.boeing.com/defense-space/ space/ satellite/sbss.html.

[5] 王惠. 太空跟蹤監視系統(STSS)衞星演示驗證全程跟蹤導彈能力[J]. 戰術導彈技術, 2011(03): 31.

[6] U S Air Force. Geosynchronous SpaceSituational Awareness Program (GSSAP) [EB/OL]. (2014-02) [2019-09-23].  http://www.afspc.af.mil/library/factsheets/factsheet_print.asp?fsID=21389&page=1.

[7] Patrick Blau, “GSSAP 1 & 2Satellite Overview,” Spaceflight 101, URL: http://spaceflight101.com/spacecraft/gssap/

[8] Two New Satellites Now Operationalto Expand US Space Situational Awareness [EB/OL]. (2017-09-14)[2019-09-23]. http://www.spacedaily.com/reports/Two_new_satellites_now_operational_to_expand-US_space_situational_awareness_999.html.

[9] Operationally Responsive SpaceOffice. Operationally Responsive Space–5 “SensorSat Demonstration”[EB/OL]. [2019-09-24].http://www.kirtland.af.mil/shared/media/document/AFD-150626-031.pdf.

[10] National Defense.Backgrounder-Space Situational Awareness and the Sapphire Satellite [EB/OL].(2013-07-03) [2019-09-24].https://web.archive.org/web/20130703053502/http://www.forces.gc.ca/site/news-nouvelles/news.

[11] Lawrence Livermore NationalLaboratories. Space-Based Telescopes for Actionable Refinement of Ephemeris(STARE) [EB/OL]. [2019-09-24]. https://ipo.llnl.gov/technologies/stare.

[12] 青巖.“空間中段監視”試驗衞星概貌[J].國際太空,2003(07):20-22.

[14] 楊自興,李智.空間目標天基光學成像觀測現狀研究[J].國外電子測量技術,2015,34(10):58-61+78.

作者簡介

**甘慶波，**博士，國家天文台星雲研究員，主要從事空間碎片監測、預警與清除，人造衞星精密定軌與應用等方法的研究。