美国地基空间态势感知建设情况

导读：为配合新的国防战略需求，美国调整太空监测设备部署和使用计划，把一部C波段太空监视雷达和一部大型太空监测望远镜部署到西澳大利亚，加大针对亚太地区的太空投入，强化对亚洲地区的地基太空侦察和监视。同时建造一批最新型号的导弹防御雷达，重点是实现对东亚和太平洋方向的覆盖，包括在阿拉斯加部署的远程识别雷达(LRDR)、在夏威夷部署的国土防御雷达(HDR-H)。

1、C波段太空监视雷达(澳大利亚西北 埃克斯茅斯)

2014年起，美国开始逐步把部署在中美洲加勒比海安提瓜岛上的AN/FPQ-14 C波段太空监视雷达迁往澳大利亚西北部的哈罗德·霍尔特海军通信站，并作为美国全球空间监视网络中的传感器节点运行，提高对亚洲航天发射的追踪能力。

据澳大利亚国防部网站报道，作为澳大利亚国防军和美国空军的一个重大项目里程碑，重新安置的C波段空间监视雷达系统已于2017年3月7日达到完全作战能力(Full Operational Capability，FOC)。

2、空间监视望远镜(澳大利亚西北 埃克斯茅斯)

美国把部署在本土新墨西哥州的光学空间监视望远镜迁至澳大利亚，并加强对西太平洋、印度洋上空地球静止轨道卫星的监视能力。

美媒航天新闻网站2020年4月23日报道，美国空间监视望远镜(Space Surveillance Telescope，SST)在澳大利亚完成组装，即将开始运行测试，预计2022年正式服役。该望远镜由美国国防高级研究计划局(DARPA)2002年投资研发，麻省理工学院林肯实验室建造，用于跟踪和识别距地36000千米的轨道目标。望远镜于2011-2017年在新墨西哥州白沙导弹靶场接受测试，随后移交美国空军部署。为填补美军对南半球太空目标的覆盖缺口，望远镜迁至澳大利亚西部哈罗德·霍尔特海军通信站，但因气候等原因，2020年3月才完成光学系统与宽视场相机的方向校准，首次探测成像。

空间监视望远镜(SST)在确定新出现物体的轨道方面提供了改进，并提供了对只在相对较短时间内发生的事件(如超新星爆发)的快速观测。SST采用创新的三反射镜消像散系统设计，这使得它比传统的望远镜结构更加紧凑使得短焦距、宽视野和紧凑的光学系统成为可能。SST反射镜非球面曲率极为陡峭，可以使望远镜拥有其孔径级别中最快的光学元件。为迁移到哈罗德·霍尔特海军通信站，SST一直在开发增强的小目标检测算法，采用了一种新型、先进的广域摄像机和更快的搜索操作。这些特征结合在一起，为深空监视的搜索速度和灵敏度方面有一个数量级的提高，同时SST的宽视野能更好地跟踪地球静止轨道内小型深空目标。

澳大利亚政府在西澳大利亚州的哈罗德·霍尔特海军通信站建造了一个新的望远镜圆顶。该设施有一个2兆瓦的中央电站。澳大利亚皇家空军(RAAF)将与美国太空军(USSF)彼得森-施里弗卫戍部队共同操作该望远镜。这架望远镜将成为美国“全球空间监视网络(Space Surveillance Network，SSN)的重要组成部分”，为美国、澳大利亚及其主要盟国提供空间领域的感知。

3、太空篱笆(太平洋 夸贾林环礁)

地基系统中含有著名的“太空篱笆(SpaceFence)”系统，由世界上最大的S波段雷达组成。美国“太空篱笆”项目已经发展到第二代，2020年3月7日，美国太空军官网宣布，部署在太平洋夸贾林环礁的第一部“太空篱笆”雷达正式启动，将美军太空态势感知能力提升到中低轨道厘米级。另一部雷达站预期建设在澳大利亚的西澳大利亚州，目前尚未获得拨款。

夸贾林礁站点的太空篱笆发出比美国大陆更宽的射频能量幕。当卫星和碎片穿过窗帘时，该系统将检测到它们，并确定这些物体是否已经在空间监视网络的目录中。如果它们与目录中的内容相关，监管人会很快删除它们。但如果是新事物，监管人会在整个关注领域对其进行跟踪，并获得非常准确的轨道确定结果。

美国太空军需要更多的传感器来跟踪越来越多的卫星和轨道垃圾，但是，据太空作战司令部负责人斯蒂芬·怀廷中将所说，资金——包括在澳大利亚建立第二个太空篱笆雷达站的资金——仍然难以获得。

太空军的太空监视网络(SSN)现在正在跟踪35000多个空间物体，仅在过去两年里就增加了22%。这一增长一部分是由于监测能力的提高，包括马绍尔群岛夸贾林环礁的第一个太空篱笆场址2020年3月上线。然而，增长的主要原因是SpaceX和OneWeb这类公司数百颗卫星组成的大型星座网的接入。

首个太空篱笆雷达是由主要承包商洛克希德·马丁公司根据2014年发布的15亿美元合同建造的。美国国防部作战测试与评估主任罗伯特·贝勒提出了这样的担忧：虽然雷达“作战有效”，可以在低地球轨道上发现“樱桃大小”的物体，但只有一个雷达站，太空篱笆“没有能力持续探测、跟踪和保持对所有这些小物体的感知。

太空作战司令部曾表示，如果经费可以支持再来一个类似太空篱笆的站点的话，其可提供的一些能力期望由一个新的项目实现，即深空先进雷达能力(DARC)。目前，深空先进雷达能力项目已经上线，这是对太空篱笆的补充。

4、深空先进雷达能力(英国)

美国太空军2021年7月宣布将在英国建造一个深空先进雷达能力(Deep Space Advanced Radar Capability，DARC)站点，其雷达站由10-15部直径约15米的抛物面天线组成，占地约1平方千米，每部雷达具有更大的功率孔径积和更高的探测精度，可以弥补美军太空监视网(SSN)对深空探测的不足，实现对3.6万千米高度同步轨道目标的探测能力。

英国《太阳报》报道称，美国计划用三个秘密情报基地跟踪中俄卫星，美国太空军正在考察苏格兰和英格兰南部，美国本土得克萨斯州和澳大利亚的几处地点，以建设卫星监测站。该系统可能在2027年投入使用，以搜寻太空中“可疑活动和危险的空间碎片”。报道称，DARC是第一批针对高地球轨道卫星的装备，高轨卫星通常用于军事通信和导弹预警系统。

英国广播公司网站称，美国已经拥有一个庞大的预警系统以探测太空中的弹道导弹，其中就包括位于英国北约克郡的菲林代尔斯空军基地。但这个基地的雷达系统只能探测到2万公里外的物体。而新的大型卫星监测雷达系统看得更远，将使菲林代尔斯基地的情报得到极大补充和提高。

2021年12月22日，太空军空间系统司令部宣布深空先进雷达能力(DARC)项目的技术演示验证在白沙导弹靶场获得成功。

高度先进的深空高级雷达能力(DARC)发射和接收阵列能够执行多种任务，这些任务对于监视、跟踪和报告空间中感兴趣的物体至关重要，这种能力将填补空间域感知体系中地基元素的关键空白。

5、深空先进雷达能力(印太)

据美媒《航天新闻》2022年2月23日报道，美国太空军已向诺斯罗普·格鲁曼公司签发了3.41亿美元的一项合同，以建设一座雷达站，用于跟踪高轨道上的现役卫星和碎片。合同是在“深空先进雷达能力”(DARC)项目下由太空军空间系统司令部下设的航天企业集团(SpEC)签发的。诺格所建的雷达系统1号站将放在印太地区。它将是拟分散安装到世界上不同位置的3座地基雷达场站之一。诺格须在2025年9月前建成原型。

美国太空军2022财年预算为DARC申请了1.23亿美元，比2021年申请的约3300万美元大幅增加。预计整个DARC计划的累计建造费用约10亿美元。

合作伙伴方面，工程模拟软件巨头ANSYS公司旗下的航天数据服务提供商AGI(Analytical Graphics Inc.)正在帮助诺斯罗普·格鲁曼公司开发、测试并交付深空先进雷达能力(DARC)样机。通过集成ANSYS业界领先的仿真与数字任务工程解决方案，诺格能够开发出高保真的开放式数字孪生原型环境。此外，诺格还将使用ANSYS产品检查射频系统，开展任务级分析，并充分利用数字主线功能的优势。

6、远程识别雷达(美国 阿拉斯加)

远程识别雷达(Long Range Discrimination Radar，LRDR)于2021年底在美国阿拉斯加州克利尔空军基地实现初始部署，2022年春季接受美国太空军的作战验收。预计到2023年，LRDR将正式形成完整作战能力。LRDR是一种中段弹道导弹传感器，将提高弹道导弹防御系统对目标识别能力，此外，LRDR还可用于空间目标监视。

LRDR广泛采用了AN/TPY-2雷达的成熟技术，并将雷达阵面做大、使用氮化镓(GaN)作为雷达的材料，设计探测距离可达5000千米;工作频率方面，LRDR采用S波段，并引入S波段双极化测量体制，能够获取目标形状的信息，有助于区分弹头和充气诱饵;覆盖面方面，LRDR具有两个天线阵面，每个阵面具备120度的方位覆盖性能，因此雷达可能会具有约240°的方位角视场;可靠性方面，LRDR采用了模块化设计的思想，在执行作战任务时也能够完成对自身故障部件的更换，提高了雷达的生存力和战斗力，做到了对目标进行全天候、全任务周期、无间断的跟踪监视。总体上，LRDR首次在远距离实现对弹头和诱饵的精确区分，这将有助于节省宝贵的中段拦截弹。

同时，美军着眼于应对未来高超声速武器威胁，采用开放式架构平台，在整合现有弹道导弹防御算法的基础上，在雷达体系中预留了升级空间。美导弹防御局计划为LRDR研发Ⅱ型，针对主动探测器偏置监控、空间态势感知和目标识别、低功率持久搜索、以及LRDR与指挥与控制、作战管理和通信系统的集成等4个领域进行升级改进，新能力预计2024年部署。

7、国土防御雷达-夏威夷(夏威夷 考艾岛)

在印太司令部的强烈要求下，美国恢复了夏威夷弹道导弹防御雷达(Homeland Defense Radar-Hawaii，HDR-H)项目，计划部署在考艾岛太平洋导弹靶场设施上，预计在2028年9月具备初始作战能力。

美国导弹防御局(MDA)在2017财年完成了针对夏威夷国土防御雷达(HDR-H)的现场调查。根据MDA运营总监Gary Pennet的说法，“HDR-H可能不会达到LRDR的规模，但肯定比萨德的AN/TPY-2雷达要多。根据MDA描述：“HDR-H雷达将提供持久的远距离采集和辨别能力，并通过其他传感器进行增强，以减轻不断变化的威胁对弹道导弹防御系统的影响。HDR-H优化了太平洋导弹防御架构中的目标识别能力，并增强了GBI防御夏威夷的能力。该雷达还支持其他任务区域，包括太空态势感知。”尽管对HDR-H用途的描述仅指出支持GBI，但它也能够支持部署在夏威夷的SM-3或THAAD拦截器。

2018年12月，MDA授予洛克希德·马丁公司5.85亿美元的合同，用于设计和制造HDR-H。HDR-H将是LRDR的缩小版单面阵版本。FY2022已授权为HDR-H拨款7500万美元进行建造。

小结

随着太空作战域的确立和太空作战能力建设的不断深入，美国加强了对西太平洋、印度洋上空地球静止轨道卫星的监视能力。一方面，美国利用盟国和本土海外岛的地理位置将传感器前向部署，在马绍尔群岛、夏威夷、澳大利亚建立了多处军事侦察和监视设施，保持对亚太地区的高压态势。另一方面，美国升级传感器提升探测识别能力，采用更先进的材料技术和总体设计技术，保障24小时全天候的监测能力，覆盖更高轨道，建立起对太空目标准确连续的探测跟踪能力，加强了态势感知的准确性、可靠性和监测范围。目前，世界上其他国家尚不具备对等的能力，无疑帮助美军确立了优势。(北京蓝德信息科技有限公司 研究员 李雷)

参考资料

[1] Lockheed Martin prepares to turn on U.S. Air Force Space Fence on Kwajalein Atoll. SPACENEWS. 2018-05-03.

[2] Ansys数字任务工程和空间领域感知技术助力国家与全球安全保护. Ansys. 2022-04-14.

[3] DARC Technology Demonstrator test a success. SPACE SYSTEMS COMMAND. 2021-12-22.