特朗普的金穹计划和未来的太空战争

云海翻腾不息 2025-03-17 17:15:00

“特朗普的金穹计划和未来的太空战争”

特朗普提出Golden Dome,防御超高音速武器

2025年1月,特朗普发布行政命令要求在美国建立Golden Dome。这是一个天基导弹防御系统,以保护美国免受新一代高超音速武器技术的威胁。高超音速导弹本质上是一种武器化的太空飞行技术,其中涉及火箭发动机、轨道机动导航和重返地球大气层。

以色列铁穹系统防御短程火箭弹

2011年,以色列开始运行Iron Dome铁穹防御系统。该系统设计用于防御主要来自4到70公里外的短程火箭弹袭击。铁穹防御系统分为三层,一是探测:地面雷达探测发射并跟踪空中威胁。二是战斗管理:计算机系统根据来袭火箭弹对人口稠密地区的威胁程度确定其优先次序。三是拦截:小型导弹在飞行过程中摧毁来袭导弹。铁穹防御系统的拦截率为90%,组成铁穹的每个地面站可以保护大约150平方公里的区域,启动铁穹防御系统的平均成本约为每次袭击100万美元。

高超音速滑翔飞行器的威胁大得多

美国的Golden Dome并不是铁穹的简单扩大,一方面美国的面积大约是以色列的8600倍。而且金穹的针对对象高超音速滑翔飞行器HGV比小型火箭蛋的威胁要大得多。高超音速滑翔飞行器是未来的武器,它是洲际弹道导弹、宇宙飞船、战斗机和炸弹的集合,所有这些技术都包裹在一个光滑的包装中。

洲际弹道导弹的防御相对简单

洲际弹道导弹和将卫星送入轨道的火箭助推器类似。苏联和美国在20世纪50年代末使用的第一枚火箭助推器就是改型的洲际弹道导弹。助推器在大气层之上分离后,有效载荷将以弹道轨迹释放,之后弹头会像炮弹一样飞行,直到它到达轨迹顶部并开始回落向下。这种洲际袭击已经变得相对容易防御,因为一旦炸弹与助推器分离,使用雷达预测其余的飞行路径就变得非常简单。只需要从地面基地发射动能拦截器,就能解决导弹威胁。这也是几十年来美国抵御跨洋核威胁的总体计划。美国在阿拉斯加、加利福尼亚和新英格兰地区设有地基拦截站,华盛顿特区也是美国唯一拥有自己地基防空系统的城市。

高超音速滑翔飞行器在太空有机动性,速度超过20马赫

进入21世纪,比弹道导弹更智能、更机动的武器的出现了,高超音速滑翔飞行器。进入大气层之上、完成两级分离后,滑翔飞行器不会释放弹头,而是依靠自己的火箭发动机启动并开始在太空中航行。它的速度、高度可以随时调节,这就是其真正危险的地方。星际飞船上面级本质上就是一艘非常巨大的高超音速滑翔飞行器,它沿着亚轨道绕地球半圈,然后重新进入大气层,瞄准地面上的某个位置。当星舰进入大气层时,它的速度将超过25000公里/小时,大约是20马赫。高超音速武器的速度也一样快。

大气层再入时的等离子体,让地面雷达无法监控

当星际飞船下降穿过大气层时,它会被红光包围,这是高速压缩空气产生的等离子体。这种等离子体就像一团超热的带电混沌云,可以吸收雷达和无线电波,这意味着没有办法用传统雷达来追踪正在重返大气层的物体。当航天飞机或载人太空舱等飞行器返回地球时,在重返大气层期间会有一段通信中断期,此时地面控制中心会失去与飞行器的所有连接。对于高超音速武器来说,一旦进入大气层,等离子体的积累将使地面雷达无法发现这种武器。而且它的移动速度非常快,也无法用动能拦截器击中它。

高超音速武器拦截的现实方案:在低地轨道太空拦截

防御这些洲际高超音速武器的最理想方案是在它们有机会重新进入大气层之前跟踪并拦截它们。火箭助推器不是特别机动性,它必须以相对笔直的弧线飞行。但这种方案实际执行难度太大,因此更可行的方案是在在太空进行拦截。低地球轨道上的太空跟踪拦截器网络将能看到上升的助推器,这使得跟踪和发射动能射弹很容易。即使滑翔飞行器能够分离,它仍然可以被紧密的卫星网络在太空中跟踪。即便出现最坏的情况:滑翔飞行器撞击大气层并开始重返大气层,卫星跟踪器可以使用红外线一直跟踪飞行器的热信号。从地面进行红外跟踪非常困难,因为现代世界的干扰太多了。

金穹系统需要1900颗卫星,才能实现连续覆盖

金穹系统听起来确实是一个不错的主意,但实际执行起来是很棘手的。如果将卫星放置在地球同步轨道上,也就是离地面大约35000公里的高度,这太远了,不利于拦截导弹。因此,需要使用低地球轨道卫星,这些卫星每90分钟绕地球一圈,因此需要一个由大约1900颗卫星组成的网络来同时连续覆盖整个地球。曾经这是一个不可想象的数字,但现在已经成为现实。目前,SpaceX 已经在轨道上运行了超过7000颗星链卫星。

金穹系统卫星单价900万美元,系统成本250亿

美国的太空发射能力开始让部署大量星座成为现实。 SpaceX的星际飞船和蓝色起源的New Glenn处于这一领域的最前沿。重型可重复使用火箭技术尚未得到证实,但已显示出很大的前景。而现有的火箭基础设施,如SpaceX的Falcon Heavy,在必要时仍然可以完成工作。即使有了可重复使用火箭技术,金穹的部署也不会便宜。金穹系统中的每一颗卫星估计建造成本约为900万美元,考虑到将它们全部部署到轨道上的成本,部署整个网络的成本估计将在150亿至250亿美元之间,而且维护卫星的成本将持续存在。

卫星设计运行时间预计为5年

将卫星部署在相对较低的地球轨道上时,它们会遇到少量的大气阻力,随着时间的推移,大气阻力会慢慢将它们拉低,因此它们要么需要重新启动以保持运行,要么在落得太低时退役。SpaceX星链卫星的设计运行时间为5年,之后它们会坠入大气层,化为尘埃而退役。预计金穹系统卫星也会采取类似的策略。

系统分为3个阶段,预计2030年全面运作

整个金穹计划中还处于非常早期的阶段,到目前为止,特朗普的命令已经确定了三个发展阶段。第一阶段将在2025年和2026年进行,美国太空军将建立金穹特遣部队,开发和部署第一批原型传感器和拦截卫星。第二阶段在2027年至2030年之间,这是金穹系统首次达到作战能力的时候,目标是在轨道上拥有超过500个完全可操作的拦截器。从2030年开始的第三阶段,将建立全球覆盖和金穹系统的全面运作。

新太空竞赛的第一步

金穹系统可以视为美国在危险的新太空竞赛中迈出的第一步。未来地面冲突的第一步,很可能是从太空战争开始。而太空战争一旦失控,未来的低地球轨道将挤满武器平台和通讯卫星造成的碎片。这些碎片将撞击其他物体,如此反复,直到地球被包裹在一片扭曲的金属之中。

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