国外国防科技年度重大进展之四 2020年航天领域十大进展
航天领域十大进展
一、美军“下一代太空体系架构”进入实质性建设阶段
2020年8月和12月，美军分别启动“下一代太空体系架构”20颗传输层和8颗跟踪层试验星研制，计划2022年在轨验证；3月、10月和12月，分别开始征询监视层、传输层业务星以及作战管理层的建设方案。“下一代太空体系架构”将融合“星链”等商业低轨卫星星座，作为美军联合全域指挥控制系统的重要组成，实现陆、海、空、天兵力联网，强化从传感器到射手的灵活连接，压缩杀伤链闭合时间，提高全域联合作战体系的弹性、灵活性和敏捷性，加大对手作战复杂度。
二、天基Link-16战术数据链关键技术取得突破
2020年5月，美军展开式L频段卫星天线完成研制。该天线将装载在立方体卫星上，使卫星能接收、发射Link-16战术数据链信号，预计2021年开展天基Link-16技术在轨验证。美军现有陆、海、空主战平台普遍装备Link-16终端。天基Link-16终端大规模应用后，可形成全球天地一体交战信息协同，将天基赋能推向战术边缘，大幅提高联合一体的实时作战能力。
三、美首次提出“轨道战”概念并推进相关建设
2020年8月，美太空军《太空力量》文件首次明确提出轨道战概念，即运用轨道机动及攻防火力维护自由进出太空的作战；组建轨道战德尔塔部队，负责操控天基太空态势感知装备、X-37B天地往返飞行器、在轨巡视探测小卫星等作战装备；明确规定开发轨道战等课程，为太空作战人员提供专业培训；开展“太空旗帜”“斯普林特先进概念训练”等相关演习，对轨道战概念连续进行实操演练。此举表明，美军已将轨道战视为太空军遂行对抗作战的重要样式。
四、低轨互联网星座进入部署和运行测试阶段
2020年，SpaceX公司发射833颗“星链”低轨互联网星座卫星，累计发射955颗，10月开启北美地区公开用户测试，数据传输速率达50～150兆比特/秒、时延低至20～40毫秒。美军已验证“星链”星座对KC-135加油机、应急通信保障等的支持能力。该星座预计2025年前后完成12000颗卫星部署，届时将实现全球无死角、低时延、高速率宽带接入。“星链”星座“明修”天基互联网之“栈道”，“暗渡”新一代天基C4KISR作战体系之“陈仓”，有可能催生云端一体化作战样式。
五、卫星激光通信技术应用进一步深化
2020年11月，日本成功发射“日本数据中继卫星”-1，成为继欧洲后第二个实现星间激光通信技术业务化应用的国家。“日本数据中继卫星”-1运行于地球同步轨道，设计寿命10年，搭载“光卫星间通信系统”载荷，星间链路传输速度达1.8吉比特/秒，星地链路采用Ka频段，可为日本“情报收集卫星”提供数据中继服务。卫星激光通信技术可用带宽更宽，将满足部队指数级增长的信息数据传输需求；不易被侦收，将提升作战人员间传输信息的安全性。
六、无人在轨操作技术开始业务化运行
2020年2～4月，美国商业公司运营的“任务扩展飞行器”-1抵近地球静止轨道附近的废弃卫星“国际通信卫星”-901，与其交会对接后，充当该卫星的姿轨控系统，拖其至地球静止轨道，使其恢复商业通信功能，开启5年期在轨服务。8月发射入轨的“任务扩展飞行器”-2进一步增加在轨释放小卫星的能力，后续型号还将具备多星多功能在轨服务能力。
七、对天/对地重复使用航天运输技术持续突破
2020年，SpaceX公司成功研制可重复使用的新一代“龙”飞船，先后两次将6名航天员送入国际空间站，使美国在航天飞机退役后，重新获得独立自主的近地轨道载人航天运输能力。同时，该公司加紧研发“超重-星际飞船”重型重复使用运载器，研制总装了3枚高50米、直径9米、装有200吨级液氧/甲烷发动机的全尺寸飞行样机，分别进行了两次150米起飞着陆试验、一次12500米试飞试验（着陆失败）。该运载器投入使用后，有望大幅增强太空运输能力。
八、芬兰开展全球首次微卫星视频合成孔径雷达技术验证
2020年3月，芬兰“冰眼”公司宣布利用3颗微卫星组成的“冰眼”商业合成孔径雷达星座，首次验证了天基合成孔径雷达视频生成能力，帧频为1帧/2秒，每帧分辨率1米，并发布全球多个地区的视频。视频生成原理为：单颗卫星过顶特定区域时，采用高分辨率相控阵天线连续凝视成像法，对其成像20秒以上，将所经地面数据处理成多个高分辨率帧。这是世界首次基于微卫星的天基视频合成孔径雷达在轨验证，有望推动低成本、全球、全天时、全天候动态目标监视能力发展。
九、“太空篱笆”显著改进美军太空监视能力
2020年3月，美太空军正式宣布，经过5年的建设，位于马绍尔群岛夸贾林环礁的S波段“太空篱笆”雷达系统具备初始运行能力并通过相关验收，标志着美军正式具备对厘米级中低轨目标的广域监视跟踪能力。目前，“太空篱笆”是美军“太空监视网”中最灵敏的传感器，可实现对环太平洋区域、南半球上方太空目标的常态化普测监视，具有较强的目标解体和轨道异动发现能力，可针对交会、潜在威胁等迹象提供早期预警。
十、美卫星通信对抗技术取得新突破
2020年3月，美“通信对抗系统”Block 10.2具备初始作战能力，交付彼得森空军基地。该系统是美太空军唯一公开的进攻性太空对抗武器，采用新的频段和先进软件技术，可对敌方地球同步轨道通信卫星信号进行干扰。系统可在地面机动部署，干扰效果可逆，其交付意味着美太空军具备了在全球作战行动中干扰对手通信卫星的能力。目前，美太空军共接收16套该系统，计划采用敏捷软件开发与交付方法对其进行持续升级。