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导读：高超声速导弹以超过五倍声速的速度飞行，并且能够在大气层内灵活机动，对现有的导弹防御系统构成了巨大的挑战。主要军事大国都在积极发展高超声速导弹的技术和能力，以提升自己的战略优势和威慑力。为了有效地应对高超声速导弹的威胁，美国国防部正在推进一系列的空间和空中传感器项目，旨在提高对高超声速导弹的发现、跟踪和拦截的能力。美战略与国际研究中心(CSIS)最近发布的一份报告评估了美国当前和未来的空间传感器架构的优缺点，提出了一些设计原则和建议，以指导美国国防部的决策和规划。本文将节选其中混合星座架构部分进行分析。

一、空间传感器架构选择因素

空间传感器是导弹防御杀伤链的第一环节，它们能够在导弹发射后及时发现和跟踪导弹的轨迹，为后续的拦截系统提供目标信息。然而，高超声速导弹的特点给空间传感器带来了新的挑战。高超声速导弹的速度快、机动性强、发射窗口短、红外信号弱，使得传统的基于地面雷达和红外卫星的传感器难以有效地探测和跟踪。因此，美国国防部需要发展新的空间传感器架构，以适应高超声速导弹的威胁。

CSIS报告认为，高超防御的空间传感器架构的选择需要考虑以下几个因素：

二、当前空间传感器的架构类型

目前美国国防部正在发展的空间传感器架构主要有以下几种类型：

低地球轨道(LEO)传感器：LEO传感器是指在高度为200-2000公里的轨道上运行的卫星，它们的优点是能够提供高分辨率的图像和数据，以及较低的发射和维护成本。然而，LEO传感器的缺点是覆盖范围有限，需要大量的卫星才能实现全球或者重点区域的持续覆盖，而且受到地球曲率和大气阻力的影响，导致寿命较短和轨道不稳定。LEO传感器的代表项目是美国太空发展局(SDA)的分层跟踪系统(TL)，该系统计划在2022～2023年发射第一批28颗卫星，到2026年达到150颗卫星，以提供对高超声速导弹的跟踪和火控质量数据。

中地球轨道(MEO)传感器：MEO传感器是指在高度为2000-35786公里的轨道上运行的卫星，它们的优点是能够提供较大的覆盖范围，以及较长的寿命和较稳定的轨道。然而，MEO传感器的缺点是分辨率较低，以及发射和维护成本较高。MEO传感器的代表项目是美国导弹防御局(MDA)的高超声速和弹道跟踪空间传感器(HBTSS)，该项目计划在2023年发射两颗原型卫星，到2028年达到12颗卫星，以提供对高超声速导弹的跟踪和火控质量数据。

高椭圆轨道(HEO)传感器：HEO传感器是指在高度为35786-50000公里的轨道上运行的卫星，它们的优点是能够提供对极地和高纬度区域的持续覆盖，以及较高的分辨率和数据传输速度。然而，HEO传感器的缺点是覆盖范围不均匀，以及发射和维护成本较高。HEO传感器的代表项目是美国空军的天基红外系统(SBIRS)，该系统目前有四颗卫星在HEO轨道上运行，主要用于导弹预警和战场情报，但也能够对高超声速导弹进行初步的跟踪。

三、空间传感器架构的设计原则和建议

报告认为，单一的轨道传感器架构难以满足高超声速导弹防御的需求，因此CSIS建议采用混合的多轨道传感器架构，以实现覆盖范围、火控质量数据和鲁棒性的平衡。具体而言，报告提出了一些设计原则和建议，以指导美国国防部的决策和规划。这些原则和建议包括：

——采用多轨道、多层次、多传感器的混合架构，以实现对高超声速导弹的全球、持续、精确的跟踪和火控。

——优先考虑低地球轨道传感器，以提高分辨率、数据传输速度和成本效益，同时利用中地球轨道和高椭圆轨道传感器补充覆盖范围和鲁棒性。

——利用现有的空间资产和计划，如SBIRS、HBTSS、TL等，以加快发展进程和降低风险，同时避免重复投资和资源浪费。

——发展新的空间传感器技术，如高分辨率红外成像、多光谱成像、机器学习、数据融合等，以提高对高超声速导弹的探测和识别能力，以及火控质量数据的生成和传输能力。

——建立有效的空间传感器网络，通过高速、安全、可靠的通信链路，将空间传感器数据实时传输给地面或空中的拦截系统，以实现快速、精确、灵活的反应和拦截。

——增强空间传感器的生存能力，通过隐身、干扰、机动、分散等手段，提高空间传感器的抗毁伤和抗干扰能力，以应对敌方的反空间攻击和反制措施。

四、结 语

综上，CSIS报告评估了当前和未来的空间传感器架构的优缺点，提出了一些设计原则和建议，以指导美国国防部的决策和规划。

虽然该报告并未提倡一种特定的体系结构设计，但它指出，建立导弹防御的全球和持久覆盖是通过混合、混合轨道传感设置来实现的。混合星座可以结合它们的覆盖热点，以增加对关键区域的重视，倾角较低的低地球轨道星座可以提供对印度太平洋地区的密集覆盖，而由中地球轨道和高椭圆轨道资产组成的较小星座可以提供额外的弹性层和对极点的选择性强调。

CSIS表示，利用单一轨道体制来创造弹性可能会导致传感器架构中的风险和漏洞。特别警告不要将系统整合到一个单一的轨道上——特别是低地球轨道，这是太空发展局的重点，利用PWSA降低这些风险。

在设计和部署该架构时，CSIS认为五角大楼领导人应该优先考虑在印度太平洋的持续覆盖范围和提供火控质量数据的能力。在近期，该研究建议尽快优先覆盖印度-太平洋地区。根据该报告，中地球轨道中的星座可能更适合覆盖这些中纬度地区，而位于低地球轨道的卫星将持续覆盖更高纬度和极地地区。