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俄罗斯将装备“荚蒾”激光武器,新反卫星利器?

俄罗斯正在装备反卫星激光武器系统,提升反卫星能力。

综合多方信息源分析,俄罗斯位于北高加索地区的“树冠”太空监视系统中,正在装备一种名为“荚蒾”(音译为“卡琳娜”)的新型激光系统,主要用于致盲、干扰飞经俄罗斯上空的侦察卫星等。

该系统通过地面设备发射高能激光束,直接作用于在轨军事卫星的光学传感器上,使传感器失能或失效。“荚蒾”系统将与俄已列装的“佩列斯韦特”车载激光反卫系统协同作战,共同构建俄太空对抗的新“杀手锏”。美国《福布斯》网站表示,“荚蒾”反卫星激光系统将是美国太空优势的严重威胁。

俄罗斯的太空监视系统,该系统可支持反卫星作战。

神秘的“荚蒾”

“荚蒾”项目始于2011年,是俄罗斯国防部“树冠”空间监视系统的组成部分,谷歌地图卫星地图显示,俄罗斯近期正不断加速该系统的建设。“树冠”系统位于俄西南部泽连丘克斯卡亚附近的克朗空间设施内,附近还有俄罗斯科学院的特殊天体物理观测台和垃坦式-600射电望远镜。

“树冠”由相距数公里的雷达系统“40J6”和激光光学雷达“30J6”组成。“树冠”早在20世纪70年代中期就构想出来,主要为苏联反卫星系统提供制导数据,但直到本世纪初才开始建造。“40J6”雷达系统主要是为“30J6”激光光学雷达提供精确轨迹数据,以便引导望远镜瞄准目标。“30J6”激光光学雷达位于恰帕尔山顶(其精确坐标为43°43’2“N,41°13’41”E),包括用于高分辨率低轨道卫星成像的1.3米窄角自适应光学望远镜和用于高轨道卫星探测的0.4米宽角望远镜。

在过去的10年中,“荚蒾”新型激光系统基于“30J6”激光光学雷达系统发展,激光器与1.3米望远镜集成,其用途有两个:精确测量卫星距离、致盲致眩卫星传感器。“荚蒾”系统的发展可以通过一系列公共卫星图像、俄罗斯工业承包商的招标文件和俄政府财务报告来判断。“荚蒾”在2002年发表的一篇博士论文中首次被提及,是国防部下属研究所为“供电系统”科学生产联合体开展的一个研究项目的名称,专注于为大型望远镜开发自适应光学系统,以抵消大气和望远镜本身造成的扭曲。俄国防部于2011年4月28日批准了“荚蒾”系统的技术任务。2011年11月3日俄国防部与“树冠”激光光学雷达系统的总承包商莫斯科“精密仪器系统”科学公司签订了合同,“荚蒾”项目正式启动。合同显示,“荚蒾”的总设计师是强电半导体仪器科学生产联合体的副总设计师亚历山德拉·鲍里索维卡·亚历山大,曾于2004年至2009年期间领导一个大型激光测试中心。文件中还提到“荚蒾”首席设计师为库夫特林。

“荚蒾”反卫星功用的证据来自几个独立的来源。首先,2014年1月网上公布的一份银行担保文件称,“荚蒾”的目标是通过固态激光器和自适应光学收发系统对卫星光电系统进行“功能抑制”。其次,在2017年出现在网络上的一份列有军事建设项目清单的文件中,“荚蒾”被描述为“太空安全系统”。“精密仪器系统”科学公司获得“荚蒾”合同的同一天,还开始名为“岩芯”的研究项目。“岩芯”目标是创建一个实验性的“相干激光雷达”,工作目的是利用外差探测原理研究激光雷达,实现在常规光学衍射极限之外获得高分辨率图像,其工作的一个方面是开发合成孔径信息处理软件。

目前激光反卫星主要用于破坏卫星的光学设备。

可对付敌侦察卫星

“荚蒾”作战用途是致眩或致盲敌方侦察卫星的光学传感器,并具有独立的跟踪系统和自适应光学系统,可帮助其更好地减轻大气干扰。“荚蒾”使卫星失效的可能方法是使用激光轨道碎片清除(LDOR)方法,利用激光能量从碎片颗粒中燃烧薄表层,在物体上形成一个小等离子体射流,使其稍微减速,最终迫使其返回大气层并燃烧。

2015年公布在互联网上的“荚蒾”系统招标文件已经明确表示,“荚蒾”将配备用于精确引导激光束照射卫星的新型望远镜。招标文件中技术规格规定,“荚蒾”系统建筑应在+40至-40°C的温度下运行,并能承受7级地震。它的底座直径为7.13米,由两部分组成的圆顶封闭,打开时间不超过10分钟。望远镜能够扫描从天顶到30°高度的整个天空。激光束通过一排反射镜指向望远镜,并通过侧孔进入望远镜。然后,它们被对角镜偏转到次级镜,次级镜又引导它们朝向主镜。

“荚蒾”是“收发”系统,可以捕捉到从目标反射的激光束,反射的激光束沿着相反的方向前进,最终在探测器中形成目标物体的图像。同时,“荚蒾”需要一个自适应光学系统来生成足够清晰和详细的目标图像,以确保激光束随后可以精确地瞄准目标的光学传感器。望远镜顶部的两个类似取景器的设备实际上是自准直器,这是确保整个光学设备正确对齐以发送和接收激光束所必需的,光学偏移可能是由于温度波动以及望远镜结构本身的重量引起的。利用一组棱镜,自准直器将光脉冲发送到较小的“模拟镜”,并与主镜和副镜结合使用。所获得的测量数据在望远镜臂上可见的矩形单元中进行处理,然后用于调整对角镜和二次镜的位置,以确保从主镜反射的激光束准直。望远镜的框架由碳纤维或碳化硅复合材料制成,这种材料比传统使用的钛更轻,不易变形。

在过去的十年里,“荚蒾”的发展显然是缓慢的。俄国防部于2015年11月20日和2018年6月1日至少签署了两份建造“荚蒾”的合同。在2019年8月的谷歌照片中可以看到该站点开始工作的初步迹象。到2020年9月,激光光学雷达建筑以南显然正在进行施工。利用卫星地图,表明现有激光系统已开始适应反卫星作战的任务。

“佩列斯韦特”激光武器,外界分析认为其是一种战略激光武器,可用于反卫星。

俄不断提升反卫星能力

除“荚蒾”外,俄罗斯还研发了“猎鹰-梯队”、“佩列斯韦特”等激光致盲反卫星系统。“猎鹰-梯队”机载激光系统从2001年开始研制,但有几次该项目濒临取消,目前的发展状况尚不清楚。

“佩列斯韦特”是唯一已知处于战斗值班状态的机动式激光系统,与机动式洲际弹道导弹系统一起部署,旨在防止军事侦察卫星跟踪其动向。俄罗斯副总理尤里·鲍里索夫透露。“佩列斯韦特”可以“致盲”高度达1500千米的所有“可能敌人”侦察卫星,在飞越俄罗斯领土时“使其失效”。2019年12月,佩雷斯韦特已与5个洲际弹道导弹营共同部署,并陆续批量交付俄军。2021年9月和2022年4月“佩雷斯韦特”针对两颗俄罗斯军用卫星“宇宙-2551”和“2555”进行了性能测试,两颗卫星被送入极低的轨道,并在发射数周后返回,没有进行任何机动。

“荚蒾”激光武器系统不仅是俄军在战场上对一种新式武器的探索,更是激光技术在现代战争中科技不断成熟发展的具体体现。一直以来俄罗斯高度重视激光反卫星能力建设,俄罗斯总统普京曾表示,激光武器未来将在很大程度上决定着俄罗斯军队的作战潜力。随着俄多型激光反卫武器的不断成熟,激光反卫能力将成为俄军谋求空间战略优势的重要手段。