[科普中国]-美国导弹防御先进技术及其发展思路分析

　　为应对射程更远、突防能力更强的弹道导弹，美国在继续完善导弹防御系统的同时，投入大量资金开展导弹防御先进技术研究，涉及远程识别雷达、新一代动能杀伤器、高能激光拦截器等，以解决当前导弹防御系统在目标识别、对弹头高效拦截等方面存在的问题。

　　1、导弹防御技术发展动因

　　导弹防御先进技术是指可对导弹防御系统产生重大作用的先进方案或部件。为弥补现有导弹防御系统能力不足、应对不断发展的弹道导弹威胁，美国开展导弹防御先进技术研究。

　　弥足现代导弹防御系统的不足

　　当前，美国导弹防御系统虽然已经具备了一定的作战能力，但还不能有效应对带有对抗措施的目标。在地基拦截弹方面，主要表现在从2010年开始连续多次试验失败，暴露了拦截弹的杀伤器在设计与质量方面存在严重隐患。尽管美国在2014年6月成功进行了一次拦截试验，但是仍未完全消除美国国内对地基拦截弹可靠性的质疑。在目标识别方面，从多个假目标和诱饵中识别出真弹头成为当前弹道导弹防御系统发展的又一个技术难题。导弹防御系统中的各种传感器需要从一堆诱饵和假弹头中识别出真弹头，需要具备较高的灵敏度和分辨率。此外，美国现有导弹防御系统还存在着动能拦截成本偏高、没有成熟的助推段拦截武器等问题。

　　应对不断发展的弹道导弹威胁

　　美国对外宣称，发展导弹防御系统是为应对朝鲜和伊朗的弹道导弹的威胁，而其潜在目的是应对来自俄罗斯和中国的弹道导弹威胁。当前，弹道导弹突防技术得到了快速发展，包括综合隐身技术、弹头欺骗技术、综合干扰技术和机动变轨技术等多项技术已越来越多的在弹道导弹上使用，给导弹防御系统拦截带来了更大的难度。以俄罗斯为例，为提升其战略弹道导弹对美国导弹防御系统的突防能力，俄罗斯研发了南向发射技术、分导式多弹头技术以及可变弹道机动飞行技术，从而能够很好的规避美国导弹防御系统的拦截。随着未来弹道导弹末制导技术、弹道控制技术的进一步发展，美国导弹防御系统的拦截效能将进一步降低。

　　2、导弹防御先进技术及发展

　　为不断提升导弹防御系统作战能力，应对更加复杂目标的威胁，导弹防御局开展先进技术研究，选定传感器识别技术、新型杀伤器技术和高能激光器技术为优先投入领域，尽早实现技术突破。

　　传感器识别技术

　　在地基传感器发展方面，2014年美国启动了“远程识别雷达”项目，计划在2020年部署在阿拉斯加。“远程识别雷达”工作在S波段，可对从太平洋地区射向美国的弹道导弹提供持续的目标跟踪和识别能力。“远程识别雷达”远距离的探测识别能力将极大的提升美国导弹防御系统对太平洋地区的态势感知能力。

　　在空基传感器发展方面，导弹防御局在2016财年中将进一步升级无人机载传感器目标识别能力，使无人机载传感器能够在数千千米外对来袭目标进行跟踪识别。无人机载“多光谱瞄准系统-B”已于2014年2次参与海基“宙斯盾”系统飞行试验，验证了无人机载传感器对弹道导弹目标的探测识别能力，以及引导“标准-3”拦截弹发射和拦截的能力。2017财年第一季度导弹防御局还将在进行“宙斯盾”系统和无人机载传感器的集成试验。

　　新型杀伤器技术

　　在拦截技术发展方面，美国将继续加强“直接碰撞杀伤”技术研究，开发新一代动能杀伤器技术，现已启动了包括“重新设计杀伤器”、“通用杀伤器”、“多目标杀伤器”等多项研发计划。

　　1. 重新设计杀伤器

　　“重新设计杀伤器”是导弹防御局为提升地基拦截弹的大气层外杀伤器可靠性而开展的研发项目。导弹防御局将对现有大气层外杀伤器组件进行模块化重新设计。根据导弹防御局的计划，“重新设计杀伤器”最终将替代部署在现有地基拦截弹中的大气层外杀伤器，全面提升其可靠性、可试验性、可生产性和成本有效性。同时，导弹防御局将提升“重新设计杀伤器”的目标捕获和识别能力，与地基中段防御火控系统的通信能力。2016财年，导弹防御局为“重新设计杀伤器”申请了2.29亿美元，到2020财年其总经费将达到6.58亿美元。按计划，导弹防御局将在2018年进行“重新设计杀伤器”的首次飞行试验，2019年进行首次拦截试验。

　　2. 通用杀伤器

　　“通用杀伤器”是导弹防御局2013年提出的一项杀伤器长期研发项目。该项目旨在发展适用于“地基拦截弹”和“标准-3”拦截弹的下一代大气层外杀伤器。2016财年，导弹防御局为“通用杀伤器”项目申请了4700万美元，到2020年其总经费将达到3.8亿美元。“通用杀伤器”的研发工作包括两个阶段，第一阶段工作已于2014年正式启动。在第一阶段工作中，导弹防御局为“重新设计杀伤器”进行了概念定义和需求研发等工作。“通用杀伤器”第二阶段工作将于2016财年正式启动，导弹防御局将为“多目标杀伤器”进行概念定义、发展战略和关键技术等多项研究工作，包括对未来可用于“多目标杀伤器”的通信架构、制导技术以及通信和指控战略等多项关键技术进行研究。

　　通用杀伤器设想图

　　3. 多目标杀伤器

　　“多目标杀伤器”是导弹防御局对2009年终止的“多杀伤器”项目的继承和延续。“多目标杀伤器”旨在研发一种可对一个弹道导弹弹头中分导出的多个弹头和诱饵进行拦截的杀伤器，现阶段被纳入“通用杀伤器”项目中。导弹防御局已经授予了波音公司、洛克希德•马丁公司和雷声公司“多目标杀伤器”概念研发合同。关键技术研发将持续进行。导弹防御局计划于2017年开展“多目标杀伤器”通信和控制系统的数字和半实物仿真，研发通信架构和制导技术。根据导弹防御局设想，“多目标杀伤器”将能够应对更加复杂的威胁目标，并会对现有导弹防御系统产生革命性的影响，一旦研发成功，将减少拦截弹的部署数量。

　　多目标杀伤器拦截场景图

　　高能激光器技术

　　激光武器具有反应时间短、传播速度快、命中精度高、连续性好、成本低等优点，受到美国的高度重视，被称为“改变游戏规则”的武器。尽管终止了“机载激光器”项目，但导弹防御局仍在积极发展高功率定向能技术，下一代无人机载激光武器系统将有望最早用于导弹防御系统。

　　导弹防御局将与美国国防高级研究计划局、美国空军联合研发大功率激光武器技术。2014年11月，麻省理工大学林肯试验室研发的光纤激光器功率达到了34千瓦，这是光纤激光器最大的功率。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室研发的“二极管泵浦碱激光器”系统也获得了成功，在2014年其功率达到了5千瓦。为了在更高的海拔、亚声速无人机进行定向能应用，导弹防御局在美国空军爱德华飞行试验中心成功完成了5次“幻影之眼”无人机飞行试验。“幻影之眼”无人机成功到达了海拔16000多米的高空，并搜集了从起飞到降落33个小时的数据。

　　2016财年，林肯试验室将要进行光纤激光器的关键设计评审，并将生产和集成更轻型、更紧凑的光纤激光器系统，从而使系统重量从每千瓦5千克降低到每千瓦1千瓦。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室将继续验证功率可达30千瓦的“二极管泵浦碱激光器”系统，比之前的混合激光器功率提高6倍。

　　机载激光武器系统

　　3、导弹防御先进技术发展思路

　　美国在进行导弹防御先进技术研发时，以满足现有导弹防御系统能力为基础，以应对未来威胁为牵引，不断推进先进技术研发和应用，从而使导弹防御系统向更大范围保卫区域、更高识别能力、更有效拦截能力方面发展。

　　优先发展目标识别技术

　　为解决目标识别这一长期影响导弹防御作战能力提升的难题，导弹防御局把目标识别技术作为优先发展的技术，转变过去仅从提高拦截器上杀伤器性能方面提高目标识别能力的思路，从预警探测、指挥控制和拦截武器等多个体系构成要素角度寻求解决方案。在提高动能杀伤器识别能力的基础上，把光电/红外传感器技术作为未来重点发展项目，投入大量的经费进行识别技术与算法研究。

　　美国导弹防御局将提出能够提高捕获、判定、跟踪和识别来袭威胁目标能力的解决方案，计划在陆基/海基/空基/天基、被动与主动探测器所使用的先进敏感单元、红外探测器、焦平面阵列以及相关算法上开展研究。美国将采用多手段提升目标识别能力，如充分利用被动探测器（红外与可见光）与主动探测器（激光雷达）；持续进行精确跟踪实验；发展无人机载传感器；升级宽视野探测器技术；发展数据融合技术等。

　　分阶段提升拦截武器能力

　　美国以满足现有能力需求为出发点、未来能力需求为最终目标，分阶段发展多种杀伤器技术方案，不断提升其导弹防御能力水平，并强调发展杀伤器的可靠性、可生产性和经济承受能力。

　　在中段拦截方面，美国连续启动了多个杀伤器研发项目。其中，“重新设计杀伤器”项目是美国为提升地基拦截弹“大气层外杀伤器”可靠性而发展的权宜之计，是美国导弹防御局杀伤器项目发展的中期目标。根据导弹防御局规划，其最终目标是发展可摧毁从一个导弹弹头中分导出的多个弹头和诱饵的“多目标杀伤器”。美国导弹防御局还将依靠“通用杀伤器”为“多目标杀伤器”研发模块化开放体系架构、可升级适应性技术以及其他多项关键技术。

　　同时，为应对未来高超声速飞行器目标的威胁，美国还依托现有“末段高层区域防御”（THAAD）系统可在大气层内外进行拦截的能力，发展增程型THAAD拦截弹。增程型THAAD是对现役THAAD拦截弹进行改进，增加一级助推器，增大助推器弹径，从而增加拦截弹的射程、作战高度、飞行速度和机动能力。增程型THAAD拦截弹的出现，将增加末段高层导弹防御系统的覆盖范围，同时填补美国在临近空间空域防御方面的空白，进一步提升美国导弹防御体系的整体作战能力。

　　全面升级预警探测系统

　　为实现“尽早探测、尽早拦截”，美国在发展导弹防御先进技术时高度重视预警探测系统的全面升级，积极研究陆基、海基、空基和天基新型传感器技术，实现对弹道导弹目标的全程监视跟踪。升级指挥控制系统，统一指挥、调用分布在陆、海、空、天传感器，综合利用预警信息的，实现对弹道导弹目标尽早发现和精准识别，为解决目标识别问题提供支持。

　　在天基方面，继续构建“天基红外系统”，积极开发新型天基红外/光电被动传感器。与此同时，启动了“天基杀伤评估”项目，将建立一个试验性的天基传感器网络，对导弹防御系统的拦截效能进行评估。在空基方面，美国正在发展利用无人机载探测器探测处于上升段弹道导弹的能力，该方法具有受天气和云层影响小、部署使用灵活方便、成本相对低廉等优点。在地基雷达方面，美国通过研发“远程识别雷达”，不断升级完善其雷达预警探测网络，填补预测盲区。多类型预警探测器的交叉互补，将能够实现对弹道导弹目标的尽早发现。

　　加快探索新概念武器

　　在不断发展和完善现有导弹防御装备的同时，美国还在积极探索激光武器、电磁轨道炮等导弹防御新概念武器，以形成助推段、中段和末段拦截能力，实现对先进弹道导弹高效、低成本拦截。

　　当前，美国正在以渐进式方式推进激光武器和电磁轨道炮发展。一旦该技术成熟，用于装备使用，不但可以提升美国导弹防御系统拦截能力，还可大幅降低导弹防御作战使用费用。激光武器在助推段防御中的应用将是研究的重点，一旦这一技术取得突破性进展，助推段无人机载激光武器系统投入使用，将使美国导弹防御系统拦截能力从二段拦截增加到三段，具备了尽早拦截弹道导弹目标的能力，拥有更多“射击-观察-射击”的机会，实现多弹道导弹的多次拦截，大幅提高对来袭目标的拦截概率，使美国逐步具备应对大规模导弹攻击的能力。

　　4、导弹防御先进技术对作战能力的影响

　　在拦截武器能力方面，美国将形成覆盖助推段/上升段、中段、末段的三段拦截武器系统，提升应对多目标饱和攻击的能力，实现对各种射程的弹道导弹的全程分段拦截；在指挥控制能力方面，美国将持续完善网络化建设，使作战管理、指挥控制与通信系统朝着“反应迅速、快速决策、网络交战”方向发展，实现一体化联合作战；在预警探测能力方面，美国通过更新陆（海）基和天基传感器、增加空基传感器，完善覆盖全球的预警探测网络，实现对弹道导弹目标的尽早发现、全程跟踪和精确识别，全面提升对带有复杂对抗措施弹道导弹目标的综合识别能力。预计到2020年后，美国将具备对带有先进突防措施的中程、远程和洲际弹道导弹的防御能力。

　　5、结束语

　　美国通过发展导弹防御先进技术，不断提升其导弹防御系统的作战能力。随着新型动能杀伤器、无人机载传感器、远程识别雷达、高能激光武器等先进装备的研制成功和部署完成，美国将进一步完善其覆盖海陆空天多平台、多域、多手段的全球一体化导弹防御体系，更好的应对未来弹道导弹威胁。

　　（北京航天情报与信息研究所，贾晨阳）

　　(来源：北京航天情报与信息研究所，原文载航天防务微信公号，已获授权转载）