太空篱笆 (空间探测系统)

“太空篱笆”是指使用多个地基相控阵雷达站构成的一个连续波空间探测系统。雷达站的相控阵线性天线产生一个与地面垂直的扇形波束,形成一道“篱笆”,接收穿越篱笆的目标回波,并测量出它们的位置、轨迹和速度矢量。已经投入使用的此类系统主要有美国空军的“太空篱笆”和法国的GRAVES雷达网。1957年苏联发射第一颗人造卫星后不久,美国海军就开始组建系列雷达发射机和接收器,这就是“太空篱笆”的雏形。2004年,依照美国前国防部长拉姆斯菲尔德的命令,空军接管该计划,正式更名为“太空篱笆“项目。

1概况简介

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美国的“太空篱笆”是指地面上庞大的雷达网,该雷达网向太空发射垂直的扇形波束,形成一个连绵不绝的隐形电子束将其太空资产圈住。“太空篱笆”可以在第一时间监控到所有从美国上空经过的卫星,掌握卫星经过的时间、姿态和轨道等,以判断卫星的意图。

目前,美国对全世界各国的卫星进行编目,将所有直径大于10厘米的人造太空物体都记录在册。下一步,美国计划对直径大于2厘米的人造太空物体进行编目,如此便能监控太空中20%30%左右的在轨天体。近两年,美国还发射在天基监视卫星的卫星,通过天基卫星和地基雷达网共同构成了美国对太空的掌控。

据美媒报道,美国空军和洛克希德•马丁公司已于20152月启动未来新型“太空篱笆”雷达系统建设工作,这标志着美国政府开始启用S波段地基雷达系统,该雷达系统将替代美空军20世纪60年代研发的太空监视系统。

据美国空军太空司令部称,美国总统已经掌握了美国军事太空系统潜在的漏洞信息。奥巴马政府在2016年拨款大约50亿美元,其中一半费用花在秘密项目上,其余的资金将用于改善地面站点和情报系统,特别是计划到2019年完成所谓的太空篱笆的建设。

2相关解读

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20156月,中国军事科学院研究员姜春良在接受央视采访时表示,美国夸大其卫星系统受到的威胁,欲借此增大军费投入,发展新的太空手段,进一步垄断太空资源,以继续维持太空霸主的地位。

据姜春良介绍,目前太空中在轨的卫星有1300多颗,包括通信卫星660多颗,以及其他导航定位卫星、预警侦察卫星、气象卫星等,无论是民用还是军事上,发挥着重大的作用。在军事上,卫星使“知己知彼”成为现实,实现精确打击。而美国所谓的太空防御则是要防止其太空中的卫星和自身系统遭到对手的破坏,以保证其军事战略目标的实现。

然而,面对军费削减的压力,美军为何还要斥巨资来进行太空防御计划的研发呢?姜春良认为,美国是为了要独霸太空。实际上,美国是太空规则的制定者,现在之所以夸大其卫星系统受到的威胁,就是为了进一步垄断太空资源。在当今世界,美国拥有的预警侦察卫星、导航定位卫星、通信卫星等都处于独居老大的地位。但美国认为,如今太空已从安全的“避风港”,演变成有可能遭受其他国家挑战的状况,因此美国凭借主观想象制造对手,然后以此为借口增大军费投资,发展新一代的太空手段,以继续维持其霸主地位。

3相关报道

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“太空篱笆”越扎越密

来源:中国科学报     日期:2015/01/23  

有时候你宁愿不知道这个坏消息。据估计,有50万片包括废旧卫星、火箭部件和碰撞残骸在内的太空垃圾聚集在地球附近的轨道上,其中大部分具有潜在的致命性。美国宇航局(NASA)官员表示,任何直径大于1厘米的东西都会对国际空间站(ISS)造成威胁。不过,现有的追踪系统通常只能观察到10厘米或更大的物体。美国政府目前监控的太空垃圾只有2.3万片,不足5%

不过,随着新的美国空军雷达系统的加入,现状将得到改变。该系统定于本月在马绍尔群岛的夸贾林环礁启动研制。驻扎在马萨诸塞州汉斯科姆空军基地的“太空篱笆”项目负责人Dana Whalley介绍说,当它在2019年上线时,“太空篱笆”有望发现和追踪另外15万片人造垃圾,其中一些垃圾碎片甚至和高尔夫球一样小。除了能让美国空军更好地保护国防部卫星免于撞击,新系统还将提高军队观察和追踪外国卫星活动的能力,尤其是在繁忙的亚太地区。

不过,虽然传送给非军事航天器运营商的大量信息会带来更多安心,但也会导致一些诸如哪些威胁可以被忽略等痛苦的选择。“这有点像双刃剑。”来自NASA的国际空间站轨道操作官William Lark Howorth表示,整个航空航天界真的需要开始思考如何处理将要接收的全部新数据。

通过和洛克希德马丁公司签订9.147亿美元的合同,新的雷达将替代位于美国本土且在2013年退役的原有“太空篱笆”雷达。这两套系统“就像拿苹果和汽车作比较。”Whalley认为,两者的性能水平差了若干个数量级。

“太空篱笆”因其将要创造的波束图型而得名。不过,Whalley介绍说,它不会将波束聚焦在某一个感兴趣的特定物体上,相反会“创造很多小的光束”,从而四散开来形成一个拦截位于近地轨道和海拔3000公里高度以内物体的尖桩篱栅。“太空篱笆”还会发射能在较高轨道追踪物体的笔形波束,或者发射能追踪在地平线上飞得较低的物体的“迷你电风扇”。相较于此前的“太空篱笆”,这些波束可以更加精确地追踪碎片。同时,它们能探测更小的物体并显示轨道碎片的高度。

这些改进将产生一股史无前例的关于空间危害的数据流。美国国会所属政府问责局在2013年发布的一份报告预测,现有的空军计算机系统将无法继续开展工作。对联合太空行动中心(JSpOC)的软硬件开展的大规模升级目前正在进行中,部分是为了适应“太空篱笆”项目。

很多民用卫星运营商发现,即将从“太空篱笆”传来的数据洪流的确像其表现出的那样令人生畏。他们表示,大多数撞击预警最终被证实是低风险或者错误的警报。历史上,ISS一年只会执行一两次规避动作,即使每个月会接收来自JSpOC12~15次警报。Howorth 介绍说,“太空篱笆”将使预警次数增加10倍。其所在的办公室可能会被迫大幅增加用于数据分析的时间和资源,或者只是简单地忽略一些预警并且尽量往好处想。

不过,Whalley并未把这些担忧放在心上。随着“太空篱笆”传回更加精确的追踪数据,“我们将极大地减少错误预警的次数。”Whalley认为,卫星所有者会很快意识到这一点。

其实,这项浩大的工程已经落后于预定计划很多年。不断膨胀的成本导致美国军队不得不将之前更加雄心勃勃的计划“瘦身”。尽管最初的“太空篱笆”设计提出将夸贾林环礁打造成战略性部署在全球各地的3道雷达防线之一,但目前空军正计划只尝试设立第二道防线,并将其建在澳大利亚西部。该防线位置能让空军在物体运行轨道上开展更长时间的追踪,从而产生更加精确的预测。它还会获取大量在南半球外无法被观察到的物体。尽管如此,根据政府问责局2013年发布的报告,全部花费将接近21亿美元。

位于华盛顿的安全世界基金会技术顾问Brian Weeden表示,“太空篱笆”产生的最大影响之一或许是太空政策方面的。他认为,“太空篱笆”和其他技术上的进步正在吸引人们关注一系列更宽泛的问题,比如怎样处理轨道垃圾,谁来决定何时、何地、以何种方式控制卫星使其避免相互碰撞。尽管跟踪太空“交通”的角色在很大程度上由美国军队推进,但随着太空变得日益商业化和国际化,这些或许会发生变化。“于是,一系列有趣的问题出现了,比如政府做这些有何意义、私营部门做这些又是为了什么。”Weeden表示,以后将不再只是军队在利用太空,人们都会这么做。

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  • 更新时间:2016-04-19
  • 创建者:海蓉
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