太空航行与作战技术导论

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第三章 侦测、反侦测与通讯篇(1/8)

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一、太空作战中的目标侦测方式

想要作战,首先便是要能找到敌人,其次则是要防止自己被敌人找到。至于在太空中如何侦测目标呢?基于环境与匿踪的需求,主要会以电子光学监视系统的被动侦测为主,而不会是目前的电波雷达。使用电波会有两个问题:

(1)失效的机率极大

即使是在今天,结构外型与电波吸收材料的发展已经使电波的索敌能力大幅弱化。而将来这方面的进展则会更明显。此外太空船外型没有航空机之类的气动限制,因此能够以匿踪为设计时第一优先需求,无所不用其极地降低rcs(雷达反截面积),故使用雷达可能根本侦察不到目标。

(2)泄漏己方位置

雷达波一去一回,在己方能接收到足够强度雷达波以判定目标的距离之前,敌方会先以此来定位己舰的位置。假如雷达侦测范围是10光秒的话,来回即为20光秒,这表示敌方在20光秒外便可接收到相同强度的讯号从而得知己方的位置。

基于以上两个原因,雷达的唯一效用可能只剩航道陨石搜索闪避的功能,并且主要装在民用船只上。至于作战用的军舰则会使用被动的电子光学监视系统。

所谓电子光学监视系统,事实上就是一种电子光学望远镜。一般的望远镜必须将目标拍成照片,但照片的数码化需要人力介入故难以进行持续监测。而电子光学望远镜乃是使用大量的ccd阵列(注)构成的望远镜。此种望远镜获得的的分辨率取决于ccd的质量与数量,扫瞄到的资料直接以数码档案的结构储存并以计算机进行全自动的处理。配合强力的计算机,此类系统可以对广大宙域进行长期的全时监视侦测扫瞄。此外,军舰除了电子光学望远镜外,也会装备其它的光学望远镜,比如用以侦测中红外线与远红外线的系统。

注:ccd,ce电荷耦合元件,用来作数码相机、望远镜的基本感光构成元素,其感应范围为波长在400~800n的近红外线区段。目前最新型的ccd有更大的感测范围,除原本频带外,红外频谱感测范围可以增加到1200n,也就是涵盖近红外线的全部频宽。此外也已经出现可以侦测波长在350nd。

电子光学监视系统基于其可以长期监视大范围面积的特性,于70年代就开始被用在需要24小时监视地表的早期预警卫星上。如美国的dsp国防支持计画里的早期预警卫星便是使用电子光学技术,目前的dsp卫星携带一组口径3.6公尺,拥有6000个ccd元素的望远镜,可以从三万六千公里的同步轨道上侦测到地表飞弹发射时的尾焰。而用以接替deba,天基红外线系统),分成高轨与低轨两个次系统,拥有更强的能力。除了可以侦测飞弹外,还可以侦测pēn_shè机的尾流,甚至可以侦测轨道上已与推进段分离,温度极低的飞弹弹头。并且其由于同时配置了ir扫瞄阵列与凝视阵列,使其能够在扫描一个较宽区域的同时集中探测一个较小的区域。当有导弹发射时,sbi高轨道卫星的扫描阵列可迅速侦测导弹排出的尾焰,而凝视阵列则能持续跟踪尾焰,此种方法使其能连续精确地跟踪导弹的轨迹。

另一个例子是美国的陆基远太空光电监视系统(ground-baaldeeeodeodss是美国专门用来监视地球轨道上所有人造飞行物,特别是高轨卫星的侦测站。此系统为在地球纬度相近的地区建立5个光电观测站以组成一个全球光电空间监视网,这5个工作站分别设在白沙(新墨西哥)、毛伊(夏威夷)、大邱(韩国)、迪亚哥加西亚岛(印度洋)、葡萄牙南部地区。geodss系统使用电子扫描技术,将望远镜观测到的图象转变成电信号,经计算机处理,滤掉目标周围的星体,在电视监视器上以光纹线形式显示目标。此一系统所使用之主望远镜为口径一公尺,由4096x4096个ccd元件组成的阵列,可以在同步轨道上(三万六千公里)侦获篮球大小的目标,效率远高于雷达或旧式的光学望远镜。

值得一提的是,geodss系统在经过1d元件后,投入近地物体监视计画(near-eart)以侦测可能对地球造成威胁的小行星体。期间内连续发现数个新的小行星,并且在任务中证实了其威力:改装后的geodss主望远镜可以在1au(一亿五千万公里或500光秒,地球到小行星带前端的距离)之内侦察到直径100公尺等级的小行星体。

注意,此例中的系统是位于大气中的陆基系统,且neop计画里查找目标是本身不发热的小行星。同样规模的系统拉到太空中以免除大气干扰,加上以具有动力会产生废热的人造飞行体为目标,则侦测能力将有可能提升五至十倍左右。

注:美国空军太空司令部介绍geodss的网页,其中有白沙站的照片。

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而将来类似但更先进的系统也会被配置在太空船上,成为太空船的主要侦测系统。在太空军舰上将会把使用宽频谱的光感元件阵列,或者也有可能混装不同频谱不同性能的元件组合构成整个阵列,这些元件阵列将以环带的型状布设在船壳上,并以光纤将收到的资料集中到舰内计算机中处理。而计算机将根据资料库滤除所有恒星、行星、小行星体与拥有固定航线的商船讯号,只留下不明的资料。此外,也有可能出现专职的侦察舰,即将舰体表面完全布满光感元件,以较高的元件数量来得到较大的单舰侦测分辨率。

不过,把光感元件直接暴露在

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