卫星监控(害怕了？141颗卫星监控全球，美国能应对高超导弹威胁么？)

前段时间，美国太空探索公司（也就是SpaceX）为美军太空发展局发射了10颗卫星。SpaceX本身作为一个流量缠身的公司，每次发射都有很高的流量，而且SpaceX的每次发射也非常高调。不过这次的发射SpaceX却意外的低调，既没有提供卫星入轨现场视频，也没有这些卫星制造和测试的照片，因为这10颗卫星美国新一代导弹预警系统的首批卫星。

美国新一代导弹天基预警系统非常庞大，基本原理就是发射一些卫星，通过对整个地球红外扫描的方式发现导弹的尾焰，从而达到对导弹进行探测和跟踪的目的。只不过这个监视体系过于庞大，据美国媒体的消息，美军去年就已经订购了141颗用于导弹预警的卫星，而在美国太空发展局制定的“国防空间架构分层轨道卫星星座”计划中，还想用上千枚卫星构成的星链进行导弹预警探测。

美国之所以搞这么大的卫星预警体系，是因为原有的导弹预警卫星已经不足以应对高超音速导弹。而新一代探测系统之所以数量庞大，是因为这些卫星采用分布式思路，被分为探测卫星和数据中继卫星，于是卫星体积和造价就大大减小，从而提高生存能力。另外为了提高探测卫星的凝视能力，采用了低地球轨道，视野大幅度缩小，数量也自然增加。

其实早在上个世纪五六十年代美国就已经在搞天基卫星预警体系了，1970年正式启动DSP（即国防支援计划），并于当年发射了一枚IMEWS-1集成导弹预警卫星，正式开始了美国天基预警体系的建设。这其中还包含拖垮苏联的最著名的星球大战计划。DSP体系的基本原理就是利用太空中红外卫星，平均每10秒完成一次对地球的红外扫描，对可疑热源进行分析是否为导弹尾焰，如果判定目标为洲际导弹，就需要对目标进行跟踪判断是否具有威胁，然后发送预警信息。

DSP的预警时间为4.5到8分钟，其实这对早期洲际导弹来说已经够用了。2007发射完最后一枚导弹预警卫星，才完成DSP的建设，DSP的卫星规模也定格在了23枚。DSP在海湾战争中就曾监控伊拉克发射的飞毛腿导弹，为美军提供了大量预警信息。随着美国下一代导弹预警系统的开发，即将退役的DSP还对美国的火山爆发和森林火灾提供过预警信息。

1996年美国开始建设新一代SBIRS（即第三代天基红外系统），美国计划使用6颗卫星对地球进行全面探测，最后一颗探测卫星2022年才完成发射。前段时间美国就已经发射了下一代天基探测卫星，可见美国在SBIRS未完成部署的情况下就已经开始了下一代天基卫星探测系统的研究和卫星制造。照此来看，美国是真的慌了，而造成美国这么慌的原因恐怕就是高超音速导弹的发展。不过可笑的是，高超音速导弹的发展正是因为美国的导弹防御体系的建设。自从美国退出反导条约，开始建设分工明确、体系完善的反导系统，拦截成功率虽略有提升，但是却足以打破已经形成的微妙平衡。

为了能够使各方核实力回到那个微妙的平衡，各国开始研制突防能力更强的导弹。而这些导弹大概分为两个技术路线，一类以俄罗斯白杨M为代表的变轨派，利用复杂和琢磨不定的飞行轨迹提高拦截难度。另一类就以俄罗斯先锋和锆石为代表的高超派，利用极高的飞行速度缩短飞行时间，缩短拦截系统的反应时间进而提高突防效率。当然还有一种结合派，就是将两种突防技术结合起来，俄罗斯的先锋更符合这种情况。

其实对于变轨派，美国更多的是头疼，因为变轨带来的是弹道解算和拦截点计算更加复杂，但是导弹变轨需要时间，导弹飞行时间势必会变长，所以对于美国的导弹防御体系来说，留给下的反应时间反而更长一些，只需要提高计算能力，精准计算轨道即可有效拦截。那么解决方案就非常简单了，只要提大型电子计算机的计算速度，而这本身也是电子计算机的固然发展方向。

高超派给美国导弹防御体系带来的拦截难度提升可以说是灾难性的，甚至可以说美国对高超几乎束手无策。因为高超导弹速度的提升，带来的是飞行时间的缩短，也就是拦截反应时间缩短，但问题是拦截所需要的时间却一点都没减少。

发现、跟踪、预警、弹道解算、拦截点计算、拦截以及二次拦截等等，原来弹道导弹的飞行时间大概为30到40分钟，而俄罗斯的先锋最快15分钟就可以打到美国，也就是说留给美国反导系统的反应时间从30分钟缩短到不足15分钟，几乎每一个环节都需要缩短，但是几乎每一个环节都需要时间。例如，跟踪、预警、弹道解算和拦截点计算这几个关键环节，都需要导弹的实际飞行轨迹信息，而且还得需要足够多的飞行轨迹参数信息，而足够多的飞行轨迹参数信息又需要足够多的观察时间，但拦截高超最缺的就是时间，结果就陷入了两难。

另外，高超的发射已经由传统火箭助飞方式变得更加丰富，例如飞机空射等等。高超的发动机从传统火箭发动机变成了超燃冲压发动机。这些都导致高超喷射尾焰的时间变短、尾焰温度变低，这对红外扫描卫星来说提出了更高的挑战。再加上大气层对于红外光的遮挡、折射和散射等等，探测难度可以说是难上加难。

发射新一代“国防空间架构分层轨道卫星星座”计划的探测卫星，是因为美国对于刚刚完成建设的SBIRS的探测能力不满意，认为SBIRS无法满足对高超音速导弹的探测的需求。新一代的“国防空间架构分层轨道卫星星座”计划探测卫星，将采用更低的轨道、更先进的红外传感器提高对高超音速导弹的探测能力，使用专用的通信中继卫星，采用速率更高、抗干扰能力更强以及通信延迟更低的激光通信方式，都是美国为了探测高超做出的努力。

不过，我个人认为这样的努力可能并不值得，首先这样新的监视系统相比之前对高超的探测能力的提高，并不一定就像美国人想的那样理想。毕竟这种技术的难度是跨越性的。另外高超其实是一个十分年轻的武器，其技术目前还处于初级阶段，未来高超音速导弹的技术一定日新月异，而美国目前构成的探测体系是否能够对付未来的高超恐怕也不好说。

在导弹防御体系中，预警探测占比并不是特别大（或者说并不是决定性的），弹道解算、拦截点计算以及拦截更加重要，特别是拦截这一点对于拦截弹硬件能力要求极高。目前的拦截弹都是应对10马赫上下的导弹，而俄罗斯先锋的巡航飞行速度就可以达到20马赫，因此拦截弹能否追得上还是问题，更何况先锋还拥有变轨能力。综合来看，美国对于高超音速导弹是非常忌惮，但是美国想用监视全球这一个手段来对付高超导弹恐怕很难达到预期目的。