中国科协 光明网 主办

天基激光武器:弹道导弹“出鞘即毁”的终极手段?

2018-09-12 12:24 来源:科普中国-军事科技前沿 

  出品:科普中国军事科技前沿

  策划:宋雅娟

  作者:岳江锋

  监制:光明网科普事业部

  据美国“国防新闻网”8月15日报道,美国防部正试图将天基激光武器作为助推段反导的终极手段,但尚未确定具体方案。报道称,负责研究和工程的美国防部副部长迈克尔·格里芬日前在太空与导弹防御研讨会上指出:要将敌方导弹扼杀于“最初飞行阶段”。他表示,“在我们研究这个问题之前,我不知道什么是最佳解决方案,但很可能是定向能武器。”

  天基激光武器:弹道导弹“出鞘即毁”的终极手段?

弹道导弹飞行阶段划分示意图

  威力强大、难防难拦的弹道导弹

  导弹是在20世纪30年代从古老的火箭技术基础上发展起来的。在二战末期,德国最早使用了V-1和V-2导弹,从此揭开了现代导弹武器应用于战争的序幕。此后,经过半个多世纪的不断创新发展,导弹已成为一个国家军事实力的重要标志。按照不同的分类标准,导弹可以划分成各种各样的类型。弹道导弹作为其中一种,凭着突防能力强、打击精度高、可携带核弹头和生化弹头等战技特点,堪称现代战争中最具威胁的攻击性武器之一。

  之所以被称为“弹道导弹”,是因为这种导弹在飞行初始段以火箭发动机为动力,发动机关机后,主要按自由抛物体弹道飞行。因此,这种导弹的弹道比较规律,通常可分为助推段(也称“主动段”)、中段和末段(也称“再入段”)。与之相对应,反导拦截也可分为三个阶段,即助推段拦截、中段拦截和末段拦截,不同拦截阶段有各自的困难和挑战,决定了反导拦截是一项难度很大的“技术活”。

  一般来说,助推阶段拦截效果最好,因为此时导弹速度还没达到最高,且没有释放诱饵,被击落后的残骸也掉落在敌方领土上。但由于助推段飞行时间短,来袭导弹刚起飞就要做出拦截反应,此时弹道预测尚未明确,因而实现难度非常大。中段拦截的“时间窗口”最长,但难度也不低,因为导弹在此阶段会释放出弹头、诱饵,甚至做一些变轨动作,真假弹头的识别和精确定位跟踪是一大难题。末段拦截是在导弹(或弹头)再入大气层后实施,此时诱饵已经被雷达“过滤掉”,降低了拦截难度,但如果来袭的是洲际弹道导弹,末段飞行速度超过20倍声速,飞行时间极其短暂,想实现高效拦截也非常困难。

https://inews.gtimg.com/newsapp_match/0/4830660649/0

  天基激光武器作战示意图

  融合了双重作战优势的天基激光武器

  作为定向能武器的一种,天基激光武器是以太空为部署基地,利用高能激光对太空或大气中的有效载荷进行杀伤或拦截,被称为“杀手卫星”。总的来讲,天基激光武器系统集成了天基系统和激光系统的双重优势。

  首先作为天基系统,部署基地不存在领土、领空主权问题,也不会轻易受到敌方防空系统的拦截,对地球的扫描覆盖范围大,可以把地球上刚起飞的弹道导弹作为攻击目标。如果是地球静止轨道激光卫星,大约可以覆盖42%的地球表面。如果是近地轨道激光卫星,欲实现全球覆盖,就要增加杀手卫星的数量,但由于近地轨道卫星离目标比较近,激光武器的杀伤威力就会更大。

  其次作为激光武器,具备三大优点:一是反应速度快。由于激光以光速传播,速度非常快,从激光器出口传输到目标的时间可以忽略不计。二是使用成本低。高能激光器每次射击持续的时间为3-5秒,每次射击消耗的化学燃料成本约为1000美元,即便反复射击数十次,成本也远低于一枚动辄上百万美元的拦截导弹。三是打击精度高。激光武器可将能量汇聚成很细的光束,准确命中目标关键部位,使其烧毁或者失能,无附加损害或污染。

  正是基于上述优点,美国对天基激光武器的“痴迷”可谓由来已久。1977年,美空军开始资助天基激光武器的研制。1983年,美国“星球大战”(又称SDI计划)提出来以后,定向能反导武器的研究开始受到进一步重视。在相关计划支持下,美国先后开展了“阿尔法”激光器、直径4米的大型聚焦镜等研究。

  天基激光武器虽然“诱人”但挑战不小

  虽然美国对天基激光武器的研制有40多年的历史,但将其投入作战实用的“梦想”始终未能照进现实。究其原因,还是因为实战型的天基激光武器面临诸多困难和挑战。

  首先,天基系统不便于维护,一旦发生故障,需要发射在轨服务飞行器,要耗费大量财力、物力以及时间。此外日月引力、太阳光压等作用在杀手卫星上,产生微弱力矩,导致其在运行过程中逐渐偏离既定轨道,需消耗燃料进行轨道修正,日积月累能源消耗过多时仍需要在轨加注,补充推进剂。如果激光武器使用的化学燃料,体积庞大、运输困难,同样也存在消耗和补充的问题。

  其次,杀手卫星沿既定轨道运行,而卫星轨道的探测、跟踪难度不大,是地基反导反卫武器的“活靶子”。目前的大多数反导系统,不管是动能武器还是定向能武器系统,都具有攻击卫星的潜力。杀手卫星一旦受到攻击,则可能处于自身不保的“窘境”。

  再则,当今世界,反对外空武器化和外空军备竞赛已是包括美国在内的大多数国家的共识,如果美国堂而皇之地部署天基反导武器,无疑会挑起外空军备竞赛,且陷入背信弃义的舆论漩涡,必将有损美国的国际影响力和领导力,使其成为诸多和平国家攻击的对象,这对于商人出身的特朗普总统来讲,或许是一笔不划算的买卖。

[责任编辑:赵清建]

手机光明网

光明网版权所有

光明日报社概况 | 关于光明网 | 报网动态 | 联系我们 | 法律声明 | 光明员工 | 光明网邮箱 | 网站地图

光明网版权所有