第1个回答 2013-10-19
军事航天系统工程是系统工程理论、方法和技术在军事航天领域的具体应用,是关于组织管理军事航天系统的规划、研究、设计、制造、试验、运行控制和使用的科学方法和技术的总称。是系统工程门类的一个重要分支。是一项规模庞大、技术复杂、投资大、周期长、风险高的复杂系统工程空间对军事规划和作战的重要性迅速增长。美军认为,控制了空间,就控制了地球。目前全世界32个国家拥有700颗实用卫星,其中美国占300颗。美国对空间的依赖比其它国家高。自60年代以来,军用航天系统一直是超级大国重要的战略手段,空间已经军事化。进入90年代,特别是海湾战争后,美国开始注提高军用航天系统的战场直接支援能力。1998年8月公布的美国空军第2-2号条令,明确军事航天力量作为国家力量的有机组成部分,将在战略、战役、战术等各个级别的军事活动中发挥作用;空间控制作为一种手段,旨在夺取和保持空间优势,以确保己方部队使用空间环境并阻止敌人使用空间环境。同年公布的《美国航天司令部长期规划-2020展望》,提出了确保进入、空间控制、全球交战等手段来细化空间对抗的内容,并以此指导美国未来军用航天系统的发展。科索沃战争结束后,美国航天司令部司令曾说:"这确实是一场从太空发动的战争。"2000年2月,美国防科学委员会在其研究报告中明确指出:空间利用已经成为影响未来军事冲突结局和维护国家重大安全利益的主导因素,美国必须把发展摧毁卫星的能力作为威慑战略的组成部分。实施进攻性空间控制,研制能使敌方卫星或其它航天系统失效或毁坏的武器。美国空军1996年和2000年制定的战略设想已经把空间确定为空军未来发展方向,甚至计划在15年内把现在的空军转变为航天航空部队。但在实践中,为了集中经费发展和采购F-22飞机,不得不暂时减少发展空间系统的费用。2001年5月拉姆斯菲尔德向国会提交了加强空间力量计划,它将作为布什政府调整军事战略的一部分,旨在确保美国在21世纪的空间技术优势,并为建造弹道导弹防御系统奠定基础。美国今后会加强研究和发展空间武器工作,以拦截弹道导弹,攻击别国的卫星,同时加强自己卫星的防护。美国企图使空间武器化。 为了管理空间技术和武器系统的发展,美军制定了许多政策和指南,包括《国防部空间政策》、《2020年联合设想》、《美国空间司令部远期规划》、《国家安全空间主计划》、《联合情报指南》等。 美军还制订了空间任务领域: 空间运输:将载荷发射和投送到轨道,然后在轨道上机动; 卫星操作:控制发射和初期轨道运作,对在轨飞行器进行遥测、跟踪和指挥; 定位、导航和授时:为全世界用护提供连续的三维位置数据和精确的授时源; 指挥控制通信:连接和管理所有其它作战和支援任务; 情报监视和侦察:搜集从地下到空间环境的数据,并将其处理成信息,供各种用户和国家安全数据库及时使用;环境监测:观察、认识和预测地球和空间环境; 空间控制:自由和安全的进行空间运作,不让其他人使用空间; 部队应用:从空间支援防御性和进攻性军事行动。 伴随航天在军事上的应用日益广泛和航天作战理论的逐步完善善,军用航天系统发展相应出现如下主要趋势: 1、大型卫星是军用航天系统近期规划的重点,微小型卫星是军用航天系统远期规划的重要内容 从目前已经安排的计划看,新一代通信、侦察、导航卫星均以大卫星为主。在1997年前后,美国主要的卫星制造商先后推出了新一代通信卫星平台,它们的重量均在2吨以上。目前,美国在研的KH-13照相侦察卫星的重量约为20吨,远高于KH-12。由此可见,大型卫星依然是美国军用航天系统的主体。 与此同时,小、微卫星研究不断取得进展。1999年9月18日,"深空一号"小卫星完成全部预定任务,标志以微小卫星为主体的"新盛世"计划取得阶段性成功。2000年1月26日,美国从范登堡空军基地发射了"绕轨皮卫星自动发射器"(OPAL),该星是一颗母卫星,它释放出2颗"皮卫星",每颗"皮卫星"重不到230克,外形为10.2厘米×7.6厘米×2.5厘米,彼此间通过30米长的细绳连接。这对"皮卫星"由国防高级研究计划局(DARPA)通过"低功率无线一体化微遥感器计划"进行资助,美国宇航公司承制,主要用于验证微机电系统(MEMS)技术在航天中的应用。从2月26日起,两颗"皮卫星"间成功进行了星间通信,卫星与地面间也完成了通信试验。这次成功显示美国的微小卫星研制水平又有了新的突破。伴随微小卫星技术的进展,美国先后在"天基红外预警"、"发现者-2"等计划中引入了大量的小卫星,但是具体的部署方案尚在研究中。 2、卫星组网成为一种重要的发展趋势 随着战场信息化程度加深,对综合信息的需求越来越强烈。1996年,美国空军大学完成了《美国空军2025计划》,提出在空间组建互联网式的基干通信系统,用于传递各种信息。1998年4月,美国航天司令部在其公布的规划中提出:建立作战管理站,使由空间获取的信息与来自陆、海、空的信息集成,为战场服务,重点发展交叉提示技术、信息融合技术、星间通信技术等关键技术。在同年提出的"发现者-2"计划中,美国已经将可见光侦察卫星与雷达成像侦察卫星联结成一个系统,以增强对目标的感知能力。 3、新型高性能载荷技术继续得到重视 研制高性能的有效载荷一直是美国提高其军用航天系统水平的重要策略。近年来,美国先后推出一批高军事价值的有效载荷技术及概念。如空军实验室空间飞行器分部正在实施的"超轻型成像技术试验"(UltraLITE)计划,目标是研制一种可折叠并弹开的大型天基望远镜系统。该系统具备6个直径8米的镜头,每个镜头由直径2米的镜片拼接而成,入轨前,这些镜子拆卸叠布放,入轨后,自动组装,这种组装的误差控制在0.0025毫米内,不影响成像分辨率。"超轻型成像技术试验"卫星的功能相当于75颗装有1米直径镜头卫星完成的任务。运用"超轻型成像技术试验"技术,可以较低的成本建造大型光学成像系统,研制出超过当前镜头技术的光学成像系统。再如能源部圣地亚国家实验室和肯塔基大学合作,正在研制可展开的超轻型大孔径薄膜镜片技术。该镜片由具有"智能"特性的压电村料(聚偏氟烯或聚酰亚胺)制成,能在计算机控制的电子枪电击之下改变形状。发射前,折叠,在轨道上展开,然后用电子枪使外形变成所需形状,误差不超过10-6英寸,重量不超过1千克平方米。 4、卫星安全与防护技术重新受到关注 早在冷战时期,美国就已经开展了卫星安全与防护的技术研究。当时,考虑到可能出现的核对抗,卫星的安全防护主要解决卫星在核辐射下的生存能力。通过采用各种加固措施,确实增强了卫星防护能力,但同时也大大增加了卫星重量与成本,限制了卫星性能的发挥与提高。因而,冷战结束后,这些措施受到广泛批评,曾一度受到冷落。 近年来,由于激光武器、高能微波武器、动能武器等在全球的发展与扩散,以及各国的军事能力越来越依赖军用航天系统,各国军方又开始重视卫星的防护,并将重心转为研制一些确能提高卫星防激光、防电磁干扰及防动能毁伤能力,同时又不会大幅度降低卫星工作能力的技术与设备。如美国MCNC公司最近研制出的"眼睑",每秒开关4000次,可用于防止在轨军用卫星的光学传感器被激光致盲。该种"眼睑"由一片薄玻璃制成,上面覆盖两个由氧化铟和锡制造的透明电极,电极间由一个像铰链似的不透明电极连接。通过在两个电极之间加载反向电压,在静电引力作用下,不透明电极下拉,使"眼睑"关闭,改变电压方向,"眼睑"打开。据报道,该设备经过进一步提高性能后就可用于卫星。