美國飛彈防禦體系的太空維度:感測層到攔截器的近地戰略

新型武器威脅下的太空軍備競賽

· 權力結構-美國,太空競賽-航太科技

撰稿人:Lia / 責任編輯:Zaphyra

2022年10月27日,美國國防部發布的《飛彈防禦評估》(Missile Defense Review)報告,正式確認了美國在國家防禦戰略上的一次關鍵性轉向。該報告明確指出,面對中國與俄羅斯等國在高超音速武器(Hypersonic Weapons)等先進攻擊性飛彈技術上的快速進展,美國現有的、以陸基和海基雷達為主的飛彈防禦體系,已不足以應對未來的威脅。為此,五角大廈將發展一套天基(Space-based)感測層列為最優先事項,旨在建立一個由數百乃至上千顆低軌道衛星組成的監控網絡,以期能對包括高超音速滑翔載具在內的新型威脅,進行從發射到命中目標的全程、無間斷追蹤。這一決策標誌著美國的飛彈防禦重心,正從地球表面不可逆轉地擴展至外太空領域。

此一戰略轉向的根本驅動力,源於攻擊性飛彈技術的革命性突破。傳統的洲際彈道飛彈(ICBM)雖然威力巨大,但其飛行軌跡呈高拋物線,相對固定且可預測,為現有的預警雷達與攔截系統提供了攔截窗口。然而,近年來出現的高超音速滑翔載具(HGV)與分數軌道轟炸系統(FOBS)等新概念武器,徹底顛覆了這一防禦邏輯。高超音速武器能在大氣層內以超過五馬赫的速度飛行,並在途中進行無法預測的機動變軌;而分數軌道轟炸系統則能在低地球軌道飛行,並從非傳統的、例如南極上空的角度發動攻擊。這兩種武器的共同特點是飛行高度低、軌跡難以預測,能夠有效規避地面雷達的偵測範圍,極大地壓縮了防禦方的反應時間,對現有防禦體系構成了嚴峻挑戰。

為應對此一挑戰,美國太空發展署(SDA)正在加速建構名為「擴散式作戰人員太空架構」(PWSA)的衛星星座系統。該系統的核心便是天基感測層,它將透過在低地球軌道大量部署搭載先進紅外線感測器的衛星,從太空俯瞰全球,即時捕捉飛彈發射時的熱信號,並對其進行持續追蹤。然而,這一看似純防禦性的舉措,卻引發了國際社會對於太空軍備競賽的深層憂慮。分析人士指出,在太空中建立起一個無所不見的「天眼」之後,合乎邏輯的下一步,便是在太空中部署攔截器(Space-based Interceptors),直接從軌道上摧毀來襲飛彈。此舉將嚴重模糊防禦與攻擊能力的界線,因為能夠攔截飛彈的太空武器,理論上也能夠攻擊他國的衛星。這項發展,不僅令人回想起雷根時代引發巨大爭議的「星際大戰」計畫(SDI),更可能迫使中俄等國發展更先進的攻擊性武器與反衛星能力作為反制,從而引發一場以太空為舞台、代價高昂且破壞戰略穩定的新一輪軍備競賽。

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Lia. Independent Media 台北報導

自冷戰初期原子彈的陰影籠罩全球以來,大國間的戰略穩定,長期建立在一種脆弱卻有效的平衡之上,即「相互保證毀滅」(Mutually Assured Destruction, MAD)。這一理論的基石,在於核武投射載具-特別是洲際彈道飛彈-的飛行軌跡是可預測的,從而確保了任何一方發動首次核打擊,都將招致對方毀滅性的二次報復。然而,在21世紀的今天,隨著高超音速武器等新技術的出現,這一維持了半個多世紀的恐怖平衡,正受到前所未有的侵蝕。這些新型武器以其前所未見的速度與機動性,正試圖撕開傳統防禦體系的盾牌,迫使全球主要的軍事強權,將目光投向最後的戰略高地:外太空。

2022年10月,美國國防部發布的《飛彈防禦評估》報告,便是對這一嚴峻現實的官方回應。報告的核心結論是,僅僅升級地球表面的防禦系統已然不足,美國必須在太空中建立起一道全新的防線。這不僅僅是對現有能力的補充,而是一次根本性的戰略轉向,預示著未來的飛彈攻防戰,其主戰場將從大氣層內,延伸至深邃的宇宙空間。這場由新技術引發的國防革命,不僅考驗著科技的極限,也正重新定義著大國競爭的規則與戰略穩定的未來。

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威脅的演變:從可預測的弧線到無蹤的滑翔

要理解美國為何要將防禦體系搬上太空,首先必須理解其所面臨的威脅發生了何種質變。傳統的洲際彈道飛彈(ICBM),無論是從陸基發射井、戰略轟炸機還是核潛艦上發射,其飛行路徑都遵循著一道高聳的拋物線彈道。它會飛升至數百公里高的外太空,然後在重力作用下再入大氣層,撲向目標。儘管其速度極快且可攜帶多枚核彈頭,但這道弧線的可預測性,為地面大型預警雷達提供了數十分鐘的預警與追蹤時間,也為陸基中段防禦系統(GMD)等攔截武器創造了理論上的攔截機會。

然而,近年來由中國與俄羅斯大力發展的兩類新武器,徹底改變了遊戲規則。第一類是分數軌道轟炸系統(FOBS)的復興。這一源自冷戰時期蘇聯的概念,是將核彈頭發射至一個不完整的低地球軌道,使其能夠以遠低於傳統ICBM的彈道高度飛行,並可以從包括南極在內的非傳統方向接近目標,從而繞開主要部署在北半球的預警雷達網。

第二類,也是更具顛覆性的威脅,是高超音速滑翔載具(HGV)。這類武器由火箭助推至外太空後釋放,隨後以超過音速五倍的速度,在大氣層上緣進行「打水漂」式的滑翔飛行。其致命之處在於兩點:其一,它的飛行高度遠低於傳統彈道飛彈,大部分時間都在地面雷達的偵測盲區之內;其二,它在滑翔過程中可以進行大幅度的橫向機動,軌跡飄忽不定,使得防禦方無法預測其真實的攻擊目標,也就無法提前部署攔截火力。2021年,中國進行的一次環繞地球的高超音速武器試驗,便向世界展示了這種技術的成熟度,令五角大廈深感震動。

五角大廈的天基應對:建構「擴散式」衛星星座

面對這種「看得見、跟不上、攔不住」的新型威脅,美國的結論是,必須從一個更高的維度來應對-即從太空進行「從上而下」的監視。這項艱鉅任務的主要承擔者,是近年來在美國國防體系中迅速崛起的「太空發展署」(SDA)。

SDA正在建構的,是一個被稱為「擴散式作戰人員太空架構」(PWSA)的龐大衛星網絡。其核心理念是,放棄過去那種依賴少數幾顆體積龐大、造價高昂、一旦被摧毀便會導致系統癱瘓的高軌道衛星的傳統模式,轉而在數百公里高的低地球軌道(LEO),大量部署數以百計、乃至上千計的小型化、低成本衛星。這種「擴散式」的星座架構,具備更強的生存能力與韌性。

該架構主要由兩個相互協同的衛星層組成:

一、「追蹤層」(Tracking Layer):這是整個天基防禦體系的「眼睛」。這些衛星搭載著先進的廣域紅外線感測器,能夠全天候無死角地掃描地球,即時捕捉飛彈在發射升空時產生的強烈熱信號。更重要的是,在飛彈進入滑翔階段後,其與大氣層高速摩擦產生的熱量,同樣會被這些靈敏的「天眼」持續鎖定。透過多顆衛星的協同觀測,系統能夠精確實時地計算出高超音速武器的飛行軌跡,無論它如何機動變軌。

二、「傳輸層」(Transport Layer):這是系統的「神經網絡」。一旦追蹤層鎖定目標,這些由數百顆衛星組成的網狀通信網絡,將利用雷射鏈路,以極高的速度與保密性,將目標的軌跡數據,即時傳遞給全球範圍內的地面指揮中心、海上神盾艦、戰鬥機飛行員乃至單一的防空飛彈發射單元。其目標是將「發現即摧毀」的時間差,從數十分鐘壓縮至數秒。

歷史的迴響與未來的爭議:太空武器化的幽靈

建立一個無所不在的天基感測層,雖然在技術上極具挑戰且耗資巨大,但其本質上仍是一個被動的防禦預警系統。然而,它卻不可避免地引出了一個更具爭議性的問題:在能夠「看到」威脅之後,下一步是否就是在太空中部署能夠「摧毀」威脅的武器?

這正是整個計畫最令人擔憂之處,也讓人們回憶起1980年代雷根總統提出的「戰略防禦倡議」(SDI),即俗稱的「星際大戰」計畫。該計畫曾構想在太空中部署雷射炮、粒子束武器等定向能武器,直接從軌道上攔截蘇聯的核飛彈。儘管該計畫最終因技術無法實現、成本過於高昂以及引發全球軍備競賽的擔憂而無疾而終,但其幽靈至今仍在徘徊。

在太空中部署動能攔截器(Space-based Interceptors),將是SDI思想的現代翻版。此舉將徹底模糊防禦與攻擊的界線。一個能夠從太空中高速撞擊來襲飛彈的攔截器,同樣也能被用來攻擊他國的衛星。對於中國與俄羅斯而言,美國在太空部署武器系統,其潛在的意圖絕不僅僅是防禦,更是為了剝奪他們的二次核打擊能力,從而為美國發動「首次打擊」創造條件。

這種認知上的差異,構成了一個典型的「安全困境」(Security Dilemma)。美國為增強自身安全而採取的防禦措施,在他國看來卻是極具威脅性的攻擊準備,從而迫使他國也採取反制措施。可以預見,中俄等國將被迫加速研發更先進、更難攔截的攻擊性武器,同時大力發展能夠干擾、致盲甚至摧毀美國衛星星座的反衛星武器(ASAT)。其最終結果,將是一場將地球拖入太空的、更加昂貴且極不穩定的軍備競賽。

美國飛彈防禦體系的戰略轉向,是新一輪大國技術競爭的必然產物。天基感測層的建構,或許是應對高超音速威脅所必需的防禦性步驟。然而,技術的發展擁有其自身的慣性,從「感測」到「攔截」的跨越,僅僅一步之遙,但這一步卻可能將全球戰略穩定推入未知的險境。如何在確保國家安全與避免引發失控的太空軍備競賽之間,尋找到一個審慎的平衡點,將是未來數年擺在華盛頓及其戰略競爭對手面前的最嚴峻挑戰之一。

資料來源

U.S. Department of Defense:2022 Missile Defense Review
https://media.defense.gov/2022/Oct/27/2003103845/-1/-1/1/2022-NATIONAL-DEFENSE-STRATEGY-NPR-MDR.PDF

Space Development Agency (SDA):Proliferated Warfighter Space Architecture
https://www.sda.mil/

Congressional Research Service (CRS):Hypersonic Weapons: Background and Issues for Congress
https://crsreports.congress.gov/product/pdf/R/R45811

Reuters:U.S. successfully launches six satellites to detect hypersonic missiles
https://www.reuters.com/technology/space/us-successfully-launches-six-satellites-detect-hypersonic-missiles-2024-02-14/

Center for Strategic and International Studies (CSIS):Putting the "War" in Star Wars: The Space-Based Interceptor Debate
https://aerospace.csis.org/putting-the-war-in-star-wars-the-space-based-interceptor-debate

The Associated Press (AP):A new kind of space race: US, China and Russia are building satellite-destroying weapons
https://apnews.com/article/space-race-russia-china-weapons-satellites-e7d667c330f4a4313f8489c7d4285854

Arms Control Association:The New U.S. Missile Defense Review
https://www.armscontrol.org/act/2022-11/features/new-us-missile-defense-review