出品：科普中國

　　作者：張保慶

　　策劃：宋雅娟

　　監製：光明網科普事業(ye) 部

　　2020年1月8日，一架烏(wu) 克蘭(lan) 航空公司的波音737客機在伊朗首都德黑蘭(lan) 起飛後不久墜毀，機上176人全部遇難。事發後，美國向加拿大、英國和烏(wu) 克蘭(lan) 提供證據，迫使伊朗不得不承認是防空導彈擊落了客機，而獲取關(guan) 鍵證據的正是美國大力發展的太空天眼—“天基紅外係統”。

　　2020年1月8日，伊朗伊斯蘭(lan) 革命衛隊向駐有美軍(jun) 的伊拉克軍(jun) 事基地發射數十枚短程彈道導彈。美軍(jun) 稱其發展的“天基紅外係統”及時探測到來襲導彈，使得美軍(jun) 和聯軍(jun) 部隊有充足的時間采取相應的保護措施，從(cong) 而避免了美軍(jun) 人員傷(shang) 亡。

　　“天基紅外係統”是美國曆時23年之久、耗費巨資建成的天基預警衛星係統，能夠利用衛星載荷探測導彈起飛後發動機尾焰的紅外輻射，及時準確判明導彈發射並發出警報，為(wei) 彈道導彈防禦和實施反擊提供及時預警信息。

　　幾經調整，最終確定星座架構

　　美國很早就發展了天基預警衛星係統，最著名的當屬“國防支援計劃”（ DSP）。“國防支援計劃”衛星係統是美國部署的第一種具有實戰水平的天基預警衛星係統。“國防支援計劃”衛星係統先後發展和部署了三代共23顆衛星，這些衛星成為(wei) 冷戰時期甚至21世紀前10年美國導彈預警衛星的主力。在1991年海灣戰爭(zheng) 中，“國防支援計劃”衛星及時探測到伊拉克飛毛腿導彈的發射，預測了飛毛腿導彈的彈道和落點，幫助愛國者導彈以較高精度命中飛毛腿導彈，為(wei) 美軍(jun) 導彈防禦作戰立下大功。

　　由於(yu) “國防支援計劃”在性能上難以滿足日益增長的彈道導彈防禦需求，美國於(yu) 1995年提出發展“天基紅外係統”，逐步取代“國防支援計劃”衛星係統。“天基紅外係統”原計劃由天基高軌部分（SBIRS-High）和低軌部分（SBIRS-Low）組成。2002年，美國調整天基預警衛星發展計劃，將低軌部分拆分為(wei) 獨立的“空間跟蹤和監視係統”計劃；高軌部分保留“天基紅外係統”的名稱。調整後的“天基紅外係統”計劃仍由美空軍(jun) 負責，起初計劃由4顆地球同步軌道衛星和2個(ge) 地球大橢圓軌道衛星載荷組成。其中，地球同步軌道衛星主要用於(yu) 探測和發現處於(yu) 助推段的彈道導彈，地球大橢圓軌道衛星載荷將預警覆蓋範圍擴展到地球南、北兩(liang) 極。

　　（圖片來自網絡）

　　多次推遲，曆時23年完成星座組網

　　幾經調整，“天基紅外係統”最終確定的星座架構由4顆地球同步軌道（GEO）衛星和4個(ge) 地球大橢圓軌道（HEO）載荷組成。自1995年提出“天基紅外係統”，美軍(jun) 原計劃耗時10完成年“天基紅外係統”星座組網。然而，由於(yu) 技術風險和經費投入過大，“天基紅外係統”發展並不順利，衛星係統研發製造、發射和在軌交付運行時間多次推遲。

　　“天基紅外係統”每顆衛星的發射時間均大幅延遲，其中，大橢圓軌道衛星載荷HEO-1、HEO-2分別於(yu) 2006年6月、2008年3月發射入軌，比原計劃推遲了18個(ge) 月和21個(ge) 月；HEO-3於(yu) 2014年12月發射入軌；HEO-4於(yu) 2017年9月發射入軌；地球同步軌道衛星GEO-1、GEO-2、GEO-3、GEO-4分別於(yu) 2011年5月、2013年3月、2017年1月、2018年1月發射入軌。

　　直至2018年1月最後一顆地球同步軌道衛星發射入軌，“天基紅外係統”曆時23年之久終於(yu) 完成美空軍(jun) 最初計劃的星座組網，標誌著美國在天基紅外預警領域再一次向前邁出了堅實的步伐。這顆太空天眼正時時刻刻緊盯著地表上所發生的一切，成為(wei) 美國導彈防禦堅實盾牌的重要組成部分。

　　技術先進，有效探測導彈發射

　　美國在發展天基導彈預警係統過程中，以探測器為(wei) 主開發了大量先進技術，形成掃描與(yu) 凝視、捕獲與(yu) 跟蹤相協作的導彈預警能力，可對全球重點區域的彈道導彈發射提供及時預警，對中段飛行的彈頭具有一定的跟蹤和識別能力。

　　“天基紅外係統”的地球同步軌道衛星采用雙探測器，包括一台高速掃描型探測器和一台高分辨率凝視型探測器。掃描型探測器用於(yu) 對地球的北半球和南半球進行快速掃描，通過探測導彈發射時噴出的尾焰對導彈發射情況進行監視；凝視型探測器用於(yu) 將導彈的發射畫麵拉近放大，並緊盯可疑目標，獲取詳細的目標信息。“天基紅外係統”掃描速度和靈敏度相比“國防支援計劃”係統提高了10倍以上，覆蓋範圍擴大了2～4倍，能在導彈發射10～20秒內(nei) 將預警信息發送至地麵運行控製係統，大幅延長了預警時間，為(wei) 導彈防禦係統預留了更充分的作戰準備時間，從(cong) 而提高了攔截成功率。不過，高性能也意味著高成本，“天基紅外係統”平均每顆衛星耗資達17億(yi) 美元，遠超美軍(jun) 預期。

　　（圖片來自網絡）

　　“天基紅外係統”已多次參與(yu) 美國導彈防禦局進行的導彈防禦試驗，展示了美國天基預警衛星係統對全球重點區域的彈道導彈發射及時預警能力。此外，“天基紅外係統”衛星載有的高靈敏度紅外探測器，可探測諸如森林火災、工廠爆炸及傳(chuan) 統軍(jun) 事衝(chong) 突等事件，使其功能拓展至戰場態勢感知、情報偵(zhen) 察及其他領域。

　　專(zhuan) 家信息：張保慶，中國航天科工二院二部，高級工程師，主要從(cong) 事國外航天與(yu) 導彈武器與(yu) 技術研究工作，公開發表文章30餘(yu) 篇，參與(yu) 編寫(xie) 專(zhuan) 著7本。


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