美军首次激光反卫星试验浅析

1997 年 10 月 17 日，美国陆军在新墨西哥州白沙导弹靶场进行了激光反卫星试验，这种试验对美国元疑具有重要的军事意义，而对国际社会及人类和平利用外层空间却是不祥之兆。现根据外刊报道，对试验情况做些分析。

试验用的目标和激光器

这次试验的“靶星”是“微型探测技术综合”卫星2 3 号(MSTI 2 3)。该系列卫星原是美国弹道导弹防御局(BMDO)根据“微型探测技术综合”计划研制的，1994 年 10 月移交给空军，共发射 3 颗，主要用作试验、鉴定与导弹防

御有关的微型传感器和其他探测技术的试验平台。首颗星 MSTI 2 1 于 1992 年

11 月发射，在轨道只正常工作 5 个月，8 个月后脱轨陨落；第二颗星 MSTI 2 2

于 1994 年 5 月发射，4 个月后信号中断，与地面控制人员失去联系。

第三颗星 MSTI 2 3 于 1996 年 5 月 17 日发射，轨道高度 420 千米，倾

角 97°周期 93 分钟，重 211 千克(其中有效载荷 52 千克，推进剂 21 千克)，星

载传感器组件是一个地面分辩率为 9 米的三波段望远成像系统，包括 256×256 元锑化铟短波长(2.5～3.3 微米)和中波长(3.5～4.5 微米)红外相机以及498×768 元可见光(0.6～0.8 微米)硅电荷耦合器中(CCD)相机，卫星设计寿命 1 年，这次试验进行时，该卫星仍在轨正常运行。

本次试验使用了两种激光器。一种是“中红外先进化学激光器” (MIRACL)，即氟化氘化学激光器，功率 220 万瓦，波长 3.6～4.8 微米。另一种是“低功率化学激光器”(LPCL)，其波长与“中红外先进化学激光器”的相同， 对其功率值有两种说法：一种说法是 MIRACL 的万分之一(即 200 瓦左右)，另一种说法是 30 瓦。

试验的基本情况

美国陆军有一项“应急能力演习”(CCE)计划，这次反卫星试验属于该计 划第一阶段的内容。1997 年 7 月，陆军正式向国防部申请进行激光反卫星试验。同年 10 月 2 日，国防部长科恩批准了陆军的申请。

这次激反卫星试验由美国陆军空间与导弹防御司令部(SMDC)负责。试验前，美军声明不会对卫星造成破坏，并对使卫星上的红外传感器达到饱和(即暂时失效)和使传感器遭到破坏两种情况下的激光功率阈值进行了预估。在 1997 年 10 月 17 日试验中，将 MIRACL 激光器的功率限制在两者之间。

试验是在白沙导弹靶场的高能激光系统试验设施进行的。10 月 4 日和 6 日曾进行过试验尝试，但因软件故障和天气等原因未进行发射。8 日，用 LPCL 激光器进行了一次发射，对卫星进行跟踪、定位。17 日，用 MIRACL 激光器进行了 2 次发射，第一次发光功率较低，持续时间不到 1 秒，目的是收集数据，

观察卫星如何受激光的影响；第二次发功率较高，持续时间小于 10 秒，目的是收集卫星在受到激光武器攻击时的信息，地面传感器显示结果表明，激光准确地击中卫星，但激光腔被局部损坏，并由于下行数据传输线路故障，未接收到卫星传下来的数据。为验明情况，分别于 10 月 17 日和 21 日利用 LPCL 激光器

进行了 2 次发射，均使星上传感器达到饱和，并收到卫星传回的数据。对试验的初步分析

卫星寿命和天气条件是选择试验时间的主要考虑因素这种试验以正常在轨运行的卫星为目标星才有实际意义。1997 年 10 月，MSTI3 卫星已经超过其设计寿命 5 个月，随时都有可能“寿终正寝”。在卫星已超期服役但仍在轨道正常运行时尽早进行试验，既有实际意义，又可降低试验费用。另外，10 月份天高气爽，空气透明度较高，适合进行这类激光试验。

MIRACL 激光器光腔受损可能与发射功率较低有关 使红外传感器饱 和与使其遭到破坏之间所需的激光功率差几个数量级。美陆军为避免破坏星上 传感器、影响试验数据的采集，根据估算结果对 MIRACL 激光器的运行功率进行了限制，使之在未满功率运行的情况下对卫星照射，以获取星载红外探测器从 饱和至被毁坏过程的数据。试验开始时激光器以较低功率运行，随后功率跃升，

致使激光腔内的能量形成非正常分布，光腔遭到局部的微弱损坏。1996 年初， MIRACL 激光器曾以 50 万～60 万瓦的功率运行过，并成功击落俄罗斯制造的火箭弹。据此分析，这次试验的激光功率低于 50 万瓦。

据陆军称，此次试验的运行功率仍在设计指标之内，只是以前没用此功率运行过。

卫星按原定计划没有遭到破坏

到达卫星上的激光功率大小，除与卫星所在轨道高度有关外，主要取决如下因素：地面激光器输出功率、激光束质量、跟踪瞄准精度和大气对激光传输的影响。考虑到 400 多千米的距离和大气影响等因素，50 万瓦的功率值可能不足以造成星上传感器永久性损坏。而且，星上传感器对 LPCL 激光器的最后 2 次发射均作出了反应，这就表明 MIRACL 激光器的 2 次发射均未使星上的红外传感器受到损坏。

低功率激光器也可能使星上传感器暂时失效

美国《华盛顿时报》1998 年 1 月 2 日的一篇署名文章称，“即使低功率激光器的几秒钟照射，也可以干扰空间传感器。”根据美国现有的跟踪瞄准能力， 在大气条件比较好的情况下，30 瓦的激光照射也可能使星上传感器作出反应， 或使其饱和即暂时失效。因为星载 256×256 元锑化铟红外探测器是专门用来探测导弹发射和收集地面与大气状况随季节、时间变化数据的，具有很高的探测灵敏度。但该文说，“小型激光器造成的破坏已经引起五角大数和军方许多官员的警觉，因为它表明，低功率激光器仅需短暂照射，就可毁坏空间传感器。”这种说法值得研究。

两点看法

这次试验标志着激光反卫星武器开始走向实用化

美国激光武器经过近 30 年的发展已经取得显著进展，其战术、战区和战略级激光武器技术已经接近成熟，这次试验表明美国在激光武器的发展方面又 前进了一步，已经或即将拥有激光反卫星能力。但是，美军在部署激光器之前， 还需要通过各种方式来验证其实战能力，因此，美国今后还有可能继续进行这 类试验。

空间控制将成为未来战争的重要任务 未来战争将是高度信息化的战争，卫星可全天时、全天候、近实时地获取战场信息，是直接支援战场作战行动的不可替代的手段。随着美军作战行动和武器装备对空间系统依赖性的提高，美军已提出了空间控制的思想。美军参联会 1994 年颁发的《军事肮天作战理论》声称，空间控制包括对太空环境的监视、威胁预警，对已方航天系统的保护和对敌方航天系统的干扰、破坏等。美国在 1997 年 9 月新公布的空间政策中也声称，要积极发展控制空间和防止潜在对手利用空间的能力。美国进行激光武器反卫星试验，旨在试验高能激光照射卫星的效果，可为美军采取措施降低其航天器易损性、提高生存能力，以及发展实用的激光反卫星武器，提供试

验数据。美军在 1997 年不仅进行了激光武器反卫星试验，还在 8 月 12 日首次进行了动能反卫星武器样机的悬浮试验，这些试验表明美军已开始实际发展空间控制能力。从试验前后国际社会的反应看，这次试验还产生了美国显示其军事技术实力、对其他国家形成威摄的效果，并有可能引发新一轮的空间军备竞赛。& &