【科普中国军事科技】人类第一次在太空安插的“隐蔽杀手”是怎样的？

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【科普中国军事科技】人类第一次在太空安插的“隐蔽杀手”是怎样的？

2023-06-26 05:51:30 来源：科普中国-军事科技前沿

在1950年代末第一批人造卫星发射升空后，坐拥冷战最高航空航天科技水平的美国和苏联，自然开始思考军事人造卫星和对应的反制手段。在经历了一系列并不非常成功的高空核试验和核弹头反卫星武器后，科学家最终走上了“反卫星卫星”的道路。

【资料图】

轨道上的舞蹈

相较于现在常见的军用、民用卫星，1950年代末期的“先驱者”们并没有独立改变轨道的能力，第一批人造卫星以探索目的为主，技术相当不成熟。在苏联科学院院士切洛梅的带领下，OKB-52开始了让卫星具备独立改变轨道平面和高度能力的尝试。作为美国实验“科罗纳”侦察卫星和“大胆猎户座”反卫星导弹的对应措施，这一计划在1961年被加入了反卫星防御系统项目，正式作为一项反卫星武器进入开发流程。

图为：现代高清重置的“飞行”1号图像（图片来源：外网资料）

不同于使用高空核爆的EMP效应达成杀伤，苏联的“反卫星卫星”期望通过更加“无污染”的方式实现对目标的摧毁。虽然释放大量破片依然会严重妨碍相近轨道上的其他航天器，但是相较于只要靠近即可产生严重附带损伤的辐射尘带，常规杀伤手段的破片只有撞击伤害，更容易通过规避危险轨道来解决，误伤己方单位的概率大大降低。但是常规杀伤手段需要的精度非常惊人，不同于大气层内航空器基于目标高度和速度进行空战，轨道上的航天器提升轨道高度依靠的更多是加速变轨而非垂直方向的机动。想要让攻击卫星进入目标卫星的杀伤范围甚至直接交汇，对于1960年代的电子技术来说是个巨大的难题。

苏联的科学家们进行了广泛的尝试，最终基于1960年代的电子技术开发出了一套复杂但是有效的控制逻辑：卫星的主要控制由地面进行，根据目标卫星的状态由地面控制站指令进行变轨。而在较近的距离，当时的电子技术不支持高分辨率的电视图像传输，科学家为卫星安装了一整套雷达和内置计算机，用于在末端彻底脱离地面控制，雷达发现目标后锁定并且独立完成杀伤。不同于大气层内航空器总是需要考虑地面回波干扰雷达搜索，卫星上的“对天”雷达几乎不会受到任何杂波干扰，目标截获非常明确，即便不使用多普勒雷达也可以获得很好的锁定效果。在明确目标卫星的位置后，卫星内置计算机会计算撞击航向，在距离合适的情况下使用火箭发动机快速抵近并释放破片进行杀伤。

图为：作为杀伤破片的5毫米钢球（图片来源：网易）

1963年，苏联的第一枚可变轨卫星发射升空，成为了人类历史上第一个拥有独立变轨能力的航天器。该项目系列卫星被冠以“飞行”的名称，在1963年进行了变轨能力的充分测试，证明了成为反卫星武器的能力。这一项目最终被称为“卫星歼击机”。

矛与盾

为了“卫星歼击机”的项目研发需要，苏联必须有足够的“靶标”卫星用于实验才能确保“卫星歼击机”具备完整战斗力。在此之前，美苏双方的反卫星武器实验大多没有安装完整战斗部，更没有实战摧毁特定目标的测试。为了满足测试需要，科学家们又开发了世界上第一枚“装甲卫星”。为了确保可以承受“卫星歼击机”的多次攻击，使用了钢制装甲保护层保护内部仪器。装甲卫星被命名为“郁金香”，可以检测发现“卫星歼击机”释放的杀伤破片，可以承受3枚“卫星歼击机”的攻击，并且拥有变轨能力以保持轨道，做好一个优秀的靶标。第一枚“郁金香”装甲靶标卫星于1971年发射升空，最终在同年被“卫星歼击机”摧毁，成就了人类历史上第一次有目的有针对性的反卫星武器测试。

图为：未发射的金刚石空间站（图片来源：网易）

作为对美国航天技术进步和可能的反卫星能力的担忧，苏联科学家在同一时期提出了使用火炮对卫星攻击或进行自卫的空间站项目。相比于“卫星歼击机”来说，这一项目允许人员在轨道上滞留并且操作航天器，操作精度和可靠性有更高的保障。同时搭载火炮的武装空间站并不是一件一次性的兵器，可以进行重复使用，也可以用于对地侦察摄像任务，在经济成本上更值得期待。科学家在空间站上简单粗暴地固定了一套23毫米航炮，这一项目被称为“金刚石”。“金刚石”计划与“礼炮”空间站并行发展。在1971年“礼炮”1号空间站成功部署后，1973年“金刚石”1号，同时也是“礼炮”2号进行发射，结果因为压力泄露最终被放弃。1974年，“金刚石”2号，同时也是“礼炮”3号终于成功进入轨道，并且在1975年在遥控状态下向靶标发射了23毫米航炮，成为了第一件在太空中进行发射的武器。

相较于电子技术十分发达的今天，冷战期间的反卫星武器发展可谓历经磨难。从最早的核反卫星武器到苏联的常规反卫星武器尝试，无一不是工程学上的奇迹。在尚且没有现在数字电路和先进计算机的情况下，科学家榨干了手中每一份可用的技术，用“简单粗暴”和精妙的工程学和自动化控制设计实现了令人咋舌的太空武器系统。其中“卫星歼击机”项目一直沿用到1993年，而“金刚石”计划则直接导向了后来更先进的太空武器平台，在人类的太空探索历史上留下了自己的印记。

作者简介：黄天，媒体工作者，主要从事军事、科普相关媒体工作，长期研究冷战军事科技发展历程

出品：科普中国军事科技

监制：光明网科普事业部

作者：黄天（海东青科创团队）

审核专家：刘晓峰（资深军事科普作家）

策划：金赫

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