:::
2021/12/16 

寰宇韜略

【寰宇韜略】美建高空層感測器 強化飛彈防禦(下)
 洛克希德馬丁公司為美太空軍打造的第5枚太空紅外線系統地球同步軌道(SBIRS GEO-5)飛彈防禦預警衛星,今年5月升空。圖為該衛星運作想像圖。 (取自洛馬網站)
【寰宇韜略】美建高空層感測器 強化飛彈防禦(下)1
【寰宇韜略】美建高空層感測器 強化飛彈防禦(下)2

◎蔡馥宇(譯)

(接上文)

 當前的高空層感測器可分為3種類型:1.高海拔陸基雷達與氣球繫留雷達、2.機載感測器、3.人造衛星,每種方式都有各自優勢與操作上的挑戰。

 高海拔陸基雷達偵測範圍狹窄

 部署高空層感測器的選項之一,是利用高山地形或氣球等方式,直接提升雷達高度,其採購與操作成本相較於打造機載或太空平臺更加低廉,但相對的偵測範圍也較狹窄,且仍保有指向性、生存性等問題。

 美國海軍早在1996年就開始測試在高山部署雷達,驗證偵測巡弋飛彈,其安裝的是與E-2C預警機同樣的系統,藉此驗證其偵測與指管能力。在地形有利之處,尤其是軍用飛機相對不適合操作的地區,高海拔陸基雷達具備相當的優勢。

 此外,美國也曾測試利用安裝雷達感測器的繫留氣球,執行巡弋飛彈偵監任務,但2015年曾因天候因素發生纜線斷裂事件,導致失控的偵監氣球隨風飄行數百公里,最後在賓州的農田中墜毀,這起事件導致美軍取消「聯合對地巡弋飛彈防禦高空網路感測器系統」(JLENS)的研製,後續類似計畫也因此面臨腰斬。但實際上,在有效克服天氣挑戰前提下,偵監氣球其實有相當的優勢,如美軍就在阿富汗利用較為低階的類似系統,藉此監控前線基地周邊局勢,甚至導引基地內火力反擊敵方砲火騷擾。

 機載感測器 能穿越威脅空域

 無論是否有乘員,固定翼飛機可為防空與飛彈防禦任務,提供經過有效驗證的感測器載臺,不只能提高高度,增加偵監距離,也能飛抵距目標更近的距離,或是穿越具威脅性的空域。不過機載感測器系統(與飛機本身)的研發與操作成本更高,而且感測器的尺寸、重量與功率,也會受到飛機載臺的限制。

 長久以來,美國飛彈防禦局(MDA)一直在嘗試研發專用的機載感測器載臺,除了有人機之外,MDA也嘗試利用安裝機載紅外線感測器的無人機,執行彈道飛彈防禦偵監任務。在2016年的演習中,MDA更成功展示利用無人機強化目標追蹤能量,目前MDA正尋求與美國各軍種進一步合作,將多光譜感測器整合至載臺中。

 此外,隨著氮化鎵(GaN)雷達技術進步,新一代主動電子掃描陣列雷達(AESA)的尺寸與重量也隨之縮小,讓更多種類飛機能夠攜帶有效的雷達感測器,或是修改現有載臺,藉此換裝更強大的感測器,執行飛彈防禦與偵監任務。

 換言之,未來美軍戰區指揮官可望同時擁有有人機與無人機等載臺,執行飛彈防禦偵監任務,也能依載臺不同的能力,分配不同的角色與工作,如利用單獨的感測器莢艙執行單一行動,或利用多種整合感測器進行整合情監偵任務。

 隨著科技進步,未來美軍已不需要專用的飛彈防禦偵監機,五角大廈已依循「聯合全領域指管」(JADC2)戰略,研發與打造連結多種感測器與發射載臺的網路,普遍安裝在有人機與無人機。目前美國陸軍與空軍已共同測試此能力,利用F-35戰機加入美陸軍的「整合防空與飛彈防禦指揮系統」(IBCS)網路中,提供關鍵目獲情資。

 除了美國之外,世界其他國家也在執行類似投資,如在烏東戰場,俄軍利用無人機獲取關鍵目獲資訊,再發動砲兵與火箭攻擊;在2020年的亞塞拜然與亞美尼亞衝突中,亞塞拜然更大量利用無人機執行攻擊任務,尤其是針對亞美尼亞S-300等先進防空飛彈系統實施打擊;伊朗也透過多場軍演,展示無人機目獲情資的能力,甚至能為中短程彈道飛彈提供目標資訊。

 這些例子凸顯了未來在爭議與具威脅的空域環境下,無人機勢必成為飛彈防禦要角,藉此填補陸基雷達與有人機的不足。

 衛星感測器 執行持續性偵監

 衛星感測器的最大好處,就是能夠長時間保持在軌道上,持續性執行偵監任務,美國早在冷戰時期就確立以衛星執行飛彈預警與偵察任務的重要,並在1970年代初期,部署首批「國防支援計畫」(DSP)預警衛星。而後也持續進行飛彈預警衛星的更新與部署。

 如今美軍已成立太空軍與太空司令部,同時計畫對這些用於飛彈預警與追蹤的資產進行更新。目前太空軍正在以「太空紅外線系統地球同步軌道衛星」(SBIRS)汰換舊型衛星,未來則將進一步研發用於偵測極音速武器的「持續紅外線衛星」(OPIR)。MDA最終目標,是尋求部署一系列低地軌道追蹤衛星,藉此建立「極音速與彈道航空器追蹤太空感測器」(HBTSS)體系,藉此擴大美國太空衛星偵監範圍,進而讓MDA的現役監控衛星能夠順利退役。

 此外,MDA計畫透過研發可追蹤地面機動目標的「地面目標標定」(GMTI)雷達衛星,追蹤潛在對手的機動飛彈發射車。

 總而言之,太空衛星配備的感測器,從衛星發射入軌後,就能有效提供偵監能力,甚至還能透過在軌道上部署多枚衛星,確保偵監的持續性。但對美國而言,部署衛星的最大關鍵限制是成本問題,無論是太空發射、衛星本體與其感測器都所費不貲,加上各軍種在執行自身任務時,都需要其他種類衛星支援,進而導致美軍的太空資產長期處於過度負荷的情況。

 結語

 美軍是維持美國現有國家利益的關鍵,其若欲建立有效嚇阻能量、確保國際局勢和平穩定,飛彈防禦已成重要關鍵。而在飛彈防禦任務中,如何在發射前後這短短時間內,快速且明確發現敵方隱藏的飛彈,已成為任務是否能夠成功的關鍵。

 在成本的考量下,美國不太可能擁有百分之百的「上帝視角」,但高空層感測器能夠透過各種方式,有效拓展己方偵監視野,進而執行追蹤、定位與攔截任務,確保防空與飛彈防禦任務的遂行。(譯稿來源:美智庫戰略與國際研究中心專題報告)(完)       

:::

PDF電子報紙