追踪高超音速导弹：美国300-500颗近地卫星预警系统星网计划

Inside the $35 Billion Plan to Track Hypersonic Missiles from Space

“美国国防部太空发展局（SDA）正在开发一种新的天基架构，该架构由至少300-500颗低地球轨道（LEO）卫星组成的大型星网构成，用于探测和跟踪潜在的导弹威胁。该系统将补充目前提供此能力的其他太空系统。SDA开发这一新系统的部分原因是为了应对同级和近同级竞争对手，这些对手正在设计战略和战术高超音速武器，这些武器不易被当前的天基导弹预警系统探测、识别或跟踪。”

这是上周三提交给国会的一份政府问责办公室（GAO）报告中的引述，报告标题为 《导弹预警卫星：太空发展局应更现实、更透明地对待能力交付风险》。

选择撰写关于这份报告的文章，不仅因为它最清晰地描述了导弹防御的一个方面变得多么复杂和昂贵，还因为它提供了迄今为止所做工作的最易理解的历史，以及我们面临的威胁。

根据美国政府问责局（GAO）的报告，这项计划在国防部内部被称为"扩散型作战人员太空架构"（PWSA），始 2020年，旨在"为在日益竞争激烈的太空环境中运行提供太空监视和通信，以实现对导弹威胁的持续、及时、全球感知。"

截至目前，国防部已为此投入近110亿美元，预计到2029财年总成本将接近350亿美元。

虽然PWSA负责追踪已发射的导弹及其弹头，但导弹预警系统还包括另外两个要素：探测导弹发射以及在系统各要素之间传递信息。

传统上，导弹威胁之所以能被探测和追踪，是因为它们使用强大的火箭助推器发射，产生热量和光线，使其在初始阶段易于观察、跟踪并预测其弹道轨迹。

太空卫星上的红外传感器可以探测到发射导弹产生的热量以及助推器羽流在地球背景下的信号。

1970年，美国国防部部署了首批搭载红外传感器的国防支援计划卫星。这些早期红外传感器卫星及其后续红外系统均运行于地球静止轨道，使卫星能够固定在地球上空约3.5万公里处的特定经度位置。这使得每颗静止轨道卫星能持续观测地球特定区域，并协同实现对全球范围的全面监控。

20世纪90年代中期，美国国防部开发了天基红外系统，旨在替代国防支援计划卫星，并提供比前者更强大的数据监测能力。

周三的政府问责办公室报告称："近年来，国防部已识别出这些[天基红外系统]可能无法有效预警或防御的新兴威胁。例如，中俄已成功展示了高超音速导弹能力。除了潜在对手构成的新导弹威胁外，国防部还公开承认了我国太空资产面临的新兴威胁。例如，国防部报告称，其中一国正在发展额外的反太空能力，包括定向能武器、电子战和其他反卫星武器。"

根据政府问责办公室的说法，"目前在地球静止轨道上运行的美国导弹预警卫星可能特别容易受到这些新兴威胁的影响，因为它们的数量相对较少——使其成为高价值目标——而且它们在地球上方的位置实际上是静止且可预测的。"

最初部署的23颗DSP系统卫星中，目前约有三颗仍在轨运行，其中一颗可能仍具运作能力。此外，自2011年起已有六颗SBIRS卫星入轨，另有四颗搭载SBIRS传感器的宿主卫星投入运行。

美国政府问责局报告指出："继SBIRS系统之后，新一代天基持续红外系统即将登场。该系统作为SBIRS的升级替代方案，其传感器灵敏度预计将超越现有SBIRS设备。尽管新一代天基持续红外系统能提供更高灵敏度等增强性能，但其整体架构仍与现有地球同步轨道系统保持相似。"

美国国防部还在开发天基激光通信技术，以支持包括导弹预警和数据传输在内的任务所需的大型卫星星网。

然而，2025年2月的一份政府问责办公室报告发现，国防部“在开发这项技术方面取得了进展，但也面临延误和其他问题——尚未完全证明其在太空中的有效性。尽管存在这些挑战，国防部仍计划继续开发和发射价值数十亿美元、需要使用激光通信的数百颗卫星。”

美国国防部针对低地球轨道新型PWSA导弹卫星的计划，内部称为"追踪层"，将作为下一代OPIR卫星的补充，执行所谓的导弹预警/导弹追踪功能，并将采用激光技术进行通信。

由于低地球轨道卫星比地球同步轨道卫星更接近地球，因此需要更多的低地球轨道卫星才能达到与单颗地球同步轨道卫星相同的覆盖范围。

低地球轨道上的导弹跟踪卫星相对于地球表面的移动速度要快得多，因此每颗卫星只能在短时间内观测到地球表面的一小部分区域——大约只有10分钟。如果要求实现持续的全球覆盖，这使得星座的构建变得更加复杂。

"一些国防部官员表示，在低地球轨道部署更多执行导弹预警/导弹跟踪任务的卫星，将提高整个星座及其提供能力的弹性，"政府问责办公室的报告指出，并补充道，"例如，如果一个扩散星座中的一颗卫星受损——无论是人为还是自然环境影响——与整个星座仅由少数几颗卫星组成的情况相比，其能力下降的幅度会更小。"

当前计划旨在开发一个大型低地球轨道跟踪卫星星座，同时构建由数据传输层卫星组成的通信网络，以便直接提供任务数据，从而实现从低地球轨道到地面站的先进导弹跟踪。

根据美国政府问责局的报告，跟踪卫星"由航天器（称为平台）以及红外传感器、机载任务数据处理器和通信载荷等其他组件组成，同时配备地面段来管理星座、接收和处理跟踪数据，并将其发送给更广泛的国防部和情报界。"

根据美国政府问责局的报告，整个系统将包含约600颗卫星，计划每两年对每批卫星及相关地面系统进行永久性补充。报告指出，当低地球轨道跟踪卫星接近使用寿命终点时，"太空发展局将使其脱离轨道"。

太空发展局已开始分批采购跟踪和数据传输层卫星，首批为2023年4月发射的演示批次（T0）。T0批次的27颗卫星中，19颗负责数据传输与通信，8颗执行导弹预警任务，另有1颗卫星留在地面作为测试平台。

T0批次被设计为“作战人员沉浸式”批次，旨在让服役人员有机会接触这些系统、了解其能力，并制定相关的作战概念。

一位太空发展局官员告诉美国政府问责局，T0项目展示了"在短程弹道导弹整个飞行过程直至末段进行跟踪，并从太空向地面传输原始数据的能力"。

该项目还从太空连接了北约使用的战术数据链网络，与特定舰船和军用飞机建立联系，并在四家T0承包商中的两家之间首次实现了卫星间光链路的演示验证。

2025年9月，PWSA计划的第一批卫星将21颗跟踪卫星送入轨道，次月又发射了21颗数据传输层卫星。总体而言，第一批卫星计划包括128颗传输层卫星和26颗跟踪层卫星。

太空发展局早在2025年10月就表示：“从2027年开始，T1将通过PWSA提供初始作战能力，为战术军事数据通道提供区域持续覆盖……同时实现先进导弹跟踪与预警，以及超视距目标锁定。”

周三的政府问责办公室报告指出："根据太空发展局的说法，T1阶段将建立PWSA的地面与作战基线，即太空发展局计划在未来阶段增加能力的基础。为降低风险，太空发展局正采取渐进式方法推进这些地面作战能力。"

然而，下一批T1卫星的发射已推迟至今年某个时间。周三的政府问责办公室报告揭示了PWSA项目当前存在的重大问题。

例如报告称："太空发展局原计划在T1及后续阶段大规模投入前，让作战人员对能力建设提供反馈，但我们接触的作战司令部官员表示，他们从未被要求对T0阶段的导弹预警/导弹跟踪演示提供反馈意见。"

从更广泛的意义上说，美国政府问责局指出："考虑到所需修改及新环境下的应用，太空发展局尚未采取措施，通过评估其卫星开发中关键技术的成熟度（例如进行技术就绪度评估）来了解交付导弹预警/导弹跟踪能力所面临的一系列风险。缺乏此类评估，太空发展局仍过度依赖承包商提供的技术成熟度估计，并缺乏关键洞察力，无法更好地制定切合实际的开发时间表。"

简而言之，与许多所需的高技术复杂防御系统一样，这个新的基于太空、位于低地球轨道的大型卫星星网，用于探测和跟踪潜在导弹威胁，似乎正在面临成本上升和全面运行前的延迟问题。

作者：沃尔特·平卡斯，普利策奖得主，国家安全专栏作家

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编译：24时观象台