美国天基导弹防御系统主要构成

目前，美国在轨运行的导弹预警卫星主要由“国防支援计划系统”（DSP）、“天基红外系统”（SBIRS）以及目前尚处于研发阶段的“下一代高空持续红外系统”（NG-OPIR）组成，形成了高低轨道结合，预警、跟踪和识别功能复合的导弹防御卫星体系，可提供强大的弹道导弹预警能力。

“国防支援计划系统”。现役的“国防支援计划系统”卫星是美军第3代导弹预警卫星系统，位于地球静止轨道，主要载荷为红外探测器及核爆炸辐射探测装置等，可对导弹发射和核爆炸进行探测和预警。自1970年到2007年，美国总计将23颗此类卫星送入轨道，而这23颗卫星均由主承包商——诺斯罗普·格鲁曼航空航天系统公司建造。目前，“国防支援计划系统”卫星正逐渐被“天基红外系统”所替代，以跟踪更小规模或更隐蔽的导弹发射威胁。2020年6月，美国国防部授予“国防支援计划系统”价值2.225亿美元的延寿合同，使其使命持续到2030年3月31日。

“天基红外系统”。旨在替代“国防支援计划系统”卫星，在导弹防御、导弹预警、技术情报和战场空间感知等4个关键任务领域提供全球监视能力，其陆基任务控制站（MCS）于2001年12月首次与“国防支援计划系统”结合使用。现役“天基红外系统”由6颗地球同步轨道（GEO）卫星、3颗高椭圆轨道（HEO）卫星及其有效载荷以及地面站和相应软件构成。“天基红外系统”卫星以组成星座的方式探测中短波红外信号。与“国防支援计划系统”卫星相比，“天基红外系统”卫星的灵敏度与重访率均有大幅提升，能够提供整个地球表面的连续视图，每10秒成像一次¹。该系列卫星主要用于探测和发现处于助推段的弹道导弹，可以识别导弹的类型、燃尽速度、轨迹和可能的撞击点；同时，还能够向作战指挥官、决策者和情报界提供各种具有红外表征的数据，并且可快速重访目标区域获取情报。

“下一代高空持续红外系统”。根据导弹预警卫星后续发展计划，美军将启动“下一代高空持续红外”项目。该系列卫星具有更先进的导弹预警能力，将于2025年开始部署并最终取代“天基红外系统”卫星。“下一代高空持续红外系统”的第1个项目，称为“Block 0”，将由3颗地球静止轨道卫星和2颗极地轨道卫星组成星座，实现覆盖全球的导弹监视，并具备更强的抵御电子和网络攻击能力。其中，地球静止轨道系列卫星的主要承包商是洛克希德·马丁公司，极地轨道系列卫星的主要承包商是诺斯罗普·格鲁曼公司。根据预算文件，该项目第1颗地球静止轨道卫星将于2025年交付，第1颗极地轨道卫星将于2027年交付。预计到2029年，全部5颗Block 0批次的卫星都将进入轨道²。

目前，美国天基导弹防御系统的原型卫星和业务卫星主要由太空发展局（SDA）、太空系统司令部（SSC）以及导弹防御局（MDA）负责开发，用以提升美国获取和分发有关导弹探测、识别与跟踪数据的能力，确保能够成功实施跟踪、瞄准进而拦截弹道导弹和高超声速导弹。

太空发展局。美国国防部于2019年组建太空发展局，最初将其作为一个独立的国防机构。2022年10月，太空发展局转隶太空军，负责通过扩散型和螺旋式的发展方式，设计并快速部署由小型卫星组成的星座，以更快的速度、更低的成本实现能力交付，旨在提供具有弹性的响应式太空能力，为联合部队提供支持，增强作战人员的杀伤力、机动性与生存能力。美国国防部提出，要部署一个富有弹性、由威胁驱动的太空监视与通信架构，以威慑、先发制人或应对对手的行动，包括进攻型导弹行动。为达成此项目标，太空发展局当前正在开发“扩散型太空星座架构”（Proliferated Warfighter Space Architecture，PWSA），统一领导国防部扩散型低地球轨道太空开发工作。该架构预计将由大约500颗卫星组成，其中400颗位于传输层，100颗位于跟踪层。传输层将为全球范围内的全系列美军作战平台提供可靠的、具有弹性的、低延迟的军事数据和链接。位于传输层的卫星星座将部署在高度为750-1200千米的低地球轨道上。在建成完整星座之后，地球上95%的位置在任何既定时间都将至少被2颗卫星覆盖，而地球上99%的位置将至少被1颗卫星覆盖。太空发展局计划从两方面着手构建这套新的响应式太空传感器架构：一是增加传输层和跟踪层卫星数量,使卫星星座具有弹性。换句话说，就是部署的卫星数量多到让对手更难以摧毁，并且实现持续性的全球覆盖。二是利用螺旋式发展的采办方式快速部署“最低限度的可行产品”能力，而非以一步到位的方式部署全部能力。

太空系统司令部。隶属于太空军，负责开发、采办、装备、部署和维持致命且具有弹性的太空能力。在太空能力部署方面，主要负责发射、在轨检测、开发测试、维持和维护军事卫星星座及其他国防部太空系统。太空系统司令部正在与太空发展局合作开发一个独立的中地球轨道（MEO）卫星星座，以增强“扩散型低地球轨道”跟踪层的架构弹性，并为导弹预警、跟踪与防御提供全球访问权限³。中地球轨道项目也将遵循螺旋发展方式，称为“期”（Epoch）。太空系统司令部目前计划在2026年末发射中地球轨道1期卫星，此后以每两年为一期发射后续卫星，以构建并更新该星座。中地球轨道2期预计于2028年启动，该项目预算尚待批准⁴。

美国在20世纪中期就认识到利用太空遂行弹道导弹防御任务的重要性，历经几十年的研发，已在传感器、航天器以及计算机处理技术上取得了重大进步。即便如此，随着更为先进的高超声速导弹和巡航导弹技术的发展，美国当前部署的太空传感器在应对不断变化的导弹威胁方面，仍存在诸多问题，这也是美国目前构建天基导弹防御系统的着力点之所在。

导弹防御系统在数据处理上存在延迟问题。一是受物理条件的限制——在轨的导弹预警卫星与地球之间距离遥远，向拦截器传输数据必然需要一段时间，即存在延迟要求，而在这段时间内，目标有可能进入拦截器的传感器视野。尽可能短的延迟加上极高的精确性，将为导弹防御系统交战提供良好的跟踪效果。为实现最短延迟，导弹防御局正在与负责开发及运营“指挥控制交战管理与通信系统”（C2BMC）的人员以及导弹防御局滑翔段拦截器(GPI)办公室展开密切合作，以便能够确保将高超声速导弹防御拦截器及时送达准确位置。二是受卫星传感器所处运行轨道的限制。一般来说，低地球轨道卫星的运行高度为1900千米或更低，最低运行高度可达160千米。由于低地球轨道卫星每天可以绕地球运行数次，因此需要部署数量更多的卫星才能实现有效的全球覆盖。而中地球轨道卫星绕地球运行的高度更高，距离地球大约21000-35000千米，每天至少绕地球运行两次。太空发展局正着力部署的扩散型低地球轨道卫星星座（pLEO），就是一个使用宽视场传感器的跟踪传感器星座。扩散型低地球轨道卫星星座由于靠近地球，因此极其适合执行导弹跟踪任务。相比较而言，中地球轨道对于初始阶段的跟踪和监视任务能够发挥作用，但由于与地球距离较远，很难及时向拦截器提供火控数据。然而，从另一方面来看，所处轨道高度越高，传感器距离威胁导弹目标就越远。因此，即使位于中地球轨道上的卫星更难满足延迟要求，但将跟踪卫星星座部署在多种轨道上或者分层部署，对于导弹防御任务来说极具优势。事实上，天基红外卫星可以分布在不同的轨道上，从而在防御方面具有显著优势。这是因为多层部署能够提供威胁导弹的不同视图，并且能够实现更全面的覆盖。因此，太空发展局与导弹防御局正在着力开发能够形成传感器能力互补的卫星星座。

天基导弹防御系统各主要运营机构之间存在能否发挥协同效用的问题。天基导弹防御系统能否成功发挥效用，在很大程度上取决于太空发展局、太空系统司令部以及导弹防御局之间能否协同共进。太空军掌管太空业界，其中包括“高超声速和弹道跟踪太空传感器”；导弹防御局掌管导弹防御业界，其中也包括“高超声速和弹道跟踪太空传感器”。为此，各机构也在探讨如何开展有效的协同合作。一是成立联合项目办公室，负责推动各机构跨任务领域协调能力的发展。在2022年初，国防部提出一个管理设想，即在太空系统司令部、太空发展局和导弹防御局之间成立了一个联合项目办公室，其任务目标是提供集成式的由传感器到射手能力，以满足战略导弹预警、导弹跟踪以及导弹防御等方面的要求。二是各机构在协调星座规划和行动方面展开密切协作。为确保国防部太空国防系统尽可能实现无缝运营，由导弹防御局负责开发的高超声速和弹道跟踪太空传感器将在1期原型卫星上使用。太空发展局按期开发的跟踪卫星将为导弹防御局“指挥控制交战管理与通信系统”提供传感器数据，并将为“指挥控制交战管理与通信系统”传输火控解决方案。位于低地球轨道上的卫星会将数据发送到传输层，然后再传输到地面。位于低地球轨道和中地球轨道上的跟踪层，将向实时传输服务（RTS）传送数据，该服务由联合高空持续红外地面小组（JOG）负责管理。该小组由导弹防御局、太空军和国家地理空间情报局联合领导。此外，针对高超声速和弹道跟踪太空传感器在更广泛的太空架构中所处位置这一问题，导弹防御局也正在与太空军以及太空发展局进行协调。

官僚主义对于实现快速部署弹性太空能力构成阻碍。一是传统的国防部标准采办流程极有可能对天基导弹防御系统的快速部署能力造成严重拖延。国防部的采办部门是围绕开发传统的长寿命产品而设计的——开发一颗造价昂贵的专用型定制卫星，可能需要花费数年乃至十数年的时间，因此国防部标准采办流程要求将需求精细化，这必然要耗费较长时间。然而，美国当前的天基导弹防御系统则是要实现快速部署，以应对不断变化的威胁。因此，传统的国防部标准采办流程对于实现天基快速部署来说，极有可能造成严重拖延。所以美国当前构建天基导弹防御系统，首当其冲的要务之一就是转变传统的太空采办方式，加快采办速度以满足其优先事项。二是过度保密问题。当前，在天基导弹防御系统领域，部分项目因被设置为“特别访问程序”而成为保密项目，由此就难以实现跨领域整合太空能力，并且也会限制行业创新。同时，过度保密也会限制美国及其盟国在太空传感器开发上展开合作，也会对美国与盟国天基导弹防御系统的互操作性构成障碍⁵，削弱或迟滞天基导弹防御系统的开发与及时部署。

总而言之，面对日益多样化的导弹威胁，美国导弹防御系统将更为重视改进传感器的敏捷性、持久性和精确性，并将导弹防御跟踪传感器的“重心”转向能够达到更高效能的太空，基于应对“未来威胁”的视角，预先开发和部署更加完善的天基导弹防御系统架构。

【1】https://missilethreat.csis.org/defsys/sbirs/.

【2】https://spacenews.com/space-forces-2021-budget-plan-is-heavy-on-satellites-and-launch/.

【3】https://spacenews.com/millennium-spaces-missile-warning-satelliteclears-design-review/.

【4】https://breakingdefense.com/2023/04/space-force-asks-industryinput-for-second-phase-of-meo-missile-warning-tracking/.

【5】https://www.timesnownews.com/technologyscience/japan-eyes-a-space-based-missile-defense-system-with-50-satellites-tracking-enemy-missiles-article-95556333.