点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:美国天基监测发展历程
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

美国天基监测发展历程

来源:光明网2021-01-04 17:05

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  在2018版的《空间联合作战条令》中,美国将空间态势感知能力(现已演进为空域感知)作为太空作战十大能力之首。美国的空间态势感知能力已经形成空、天、地一体的全域覆盖监测网,机制上逐步形成了军、民、大学、商业公司一体化联动体系。

  本文主要介绍美国在天基空间目标监测的技术发展历程和未来发展趋势。

美国天基监测发展历程

图1:2018版《空间联合作战条令》(图源:网络)

20世纪90年代至21世纪初美国陆续发射了低轨道 MSX卫星[1]、XSS-10/11 跨域飞行器、同步轨道微纳卫星MiTex-A/B等,秘密进行了低/高轨道空间的空间目标技术演示试验,验证多项天基空间目标普查与精测技术,极大地推动了天基空间态势感知卫星的发展进程[2-3]。

2009年 STSS-ATRR卫星发射入轨,用于验证原型传感器技术及其跟踪导弹的能力,旨在降低导弹防御系统的新技术风险,是一个典型的特定空间目标监测卫星[4]。

2010年 SBSS-1卫星成功发射运行[5],标志着空间目标监测正式进入天基时代。SBSS系统预计将美国空间目标监测能力提高50%,可以覆盖中高低轨道的各类轨道或弹道目标,并具有目标特性探测能力。

2014年9月 “地球同步轨道空间态势感知计划”GSSAP 1/2卫星和“局部空间自主导航与制导” ANGELS卫星发射入轨,首先开启了同步轨道的空间目标原位探测技术竞争。

  2016年8月第3、4颗GSSAP卫星以及第2颗ANGELS入轨运行。4颗GSSAP卫星均位于标称静止轨道高度以下150 km左右的轨道[6-7]。ANGELS卫星则是可在同步轨道带机动的微小卫星,可近距离抵近侦察同步带卫星[8]。

  2017年8月 “作战响应空间”ORS-5卫星发射入轨。ORS-5是一颗低轨赤道卫星。其目标是验证低成本空间态势感知技术,进行技术演示以降低未来任务风险。可实现快速、连续、无指令的同步轨道带搜索与识别,卫星轨道周期104 分钟,因此每天可更新目标信息14-15次[9]。

  此外,美国积极鼓励其同盟、国内商业公司、教育机构进行天基空间目标的技术研发。2014年与加拿大合作发射了“蓝宝石”Sapphire卫星,星上载有光电传感器,对高轨空间目标进行跟踪监测,为其空间态势感知提供服务[10]。

  2012和2013年 Livermore实验室发射了两颗立方星STARE-A/B。提出通过对近距离危险交会目标进行主动监测,提高危险交会目标的轨道精度,大幅降低危险交会的虚警率[11],降低地面系统的运行成本。

美国天基监测发展历程

图2:美国的天基空间目标监测卫星(图源:作者)

  从原理上说,但凡配置有远距离感知载荷的卫星皆可成为空间目标监测节点。因此笔者预测,随着以SpaceX为代表的高通量巨型卫星星座的加速部署,未来天基空间目标监测将具备泛在性。高速互通互联的卫星星座可完成区域协同观测、全球泛在感知,顺势形成了未来的空间目标监测的“天网”。 ——闲暇散笔,权当谈资。

  参考文献:

  [1] Mill J D, Guilmain B D. The MSXMission Objectives [J]. Johns Hopkins APL Technical Digest, 1996, 17(1): 4-10.

  [2] Davies T M. XSS-10 Micro-SatelliteFlight Demonstration [C]// Georgia Tech Space Systems Engineering Conference—GT-SSEC. Atlanta, GA,Nov 8-10, 2005.

  [3] Richards R, Tripp J, Pashin S, etal. Advances in Autonomous Orbital Rendezvous Technology: The XSS-11 LidarSensor [C]// Proceedings of the 57th IAC/IAF/IAA (International AstronauticalCongress). Valencia, Spain, Oct 2-6, 2006.

  [4] Boeing. Space Based SpaceSurveillance (SBSS) System [EB/OL]. (2010-01-18) [2019-09-20].http://www.boeing.com/defense-space/ space/ satellite/sbss.html.

  [5] 王惠. 太空跟踪监视系统(STSS)卫星演示验证全程跟踪导弹能力[J]. 战术导弹技术, 2011(03): 31.

  [6] U S Air Force. Geosynchronous SpaceSituational Awareness Program (GSSAP) [EB/OL]. (2014-02) [2019-09-23]. http://www.afspc.af.mil/library/factsheets/factsheet_print.asp?fsID=21389&page=1.

  [7] Patrick Blau, "GSSAP 1 & 2Satellite Overview," Spaceflight 101, URL: http://spaceflight101.com/spacecraft/gssap/

  [8] Two New Satellites Now Operationalto Expand US Space Situational Awareness [EB/OL]. (2017-09-14)[2019-09-23]. http://www.spacedaily.com/reports/Two_new_satellites_now_operational_to_expand-US_space_situational_awareness_999.html.

  [9] Operationally Responsive SpaceOffice. Operationally Responsive Space–5 "SensorSat Demonstration"[EB/OL]. [2019-09-24].http://www.kirtland.af.mil/shared/media/document/AFD-150626-031.pdf.

  [10] National Defense.Backgrounder-Space Situational Awareness and the Sapphire Satellite [EB/OL].(2013-07-03) [2019-09-24].https://web.archive.org/web/20130703053502/http://www.forces.gc.ca/site/news-nouvelles/news.

  [11] Lawrence Livermore NationalLaboratories. Space-Based Telescopes for Actionable Refinement of Ephemeris(STARE) [EB/OL]. [2019-09-24]. https://ipo.llnl.gov/technologies/stare.

  [12] 青岩.“空间中段监视”试验卫星概貌[J].国际太空,2003(07):20-22.

  [14] 杨自兴,李智.空间目标天基光学成像观测现状研究[J].国外电子测量技术,2015,34(10):58-61+78.

  作者简介:甘庆波,博士,国家天文台星云研究员,主要从事空间碎片监测、预警与清除,人造卫星精密定轨与应用等方法的研究。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 探访京津中关村科技城新貌

  • 江苏泰州:溱湖冬捕年味浓

独家策划

推荐阅读
为揭示东亚古人类的技术智慧与演化脉络提供了关键证据。
2026-01-30 09:37
中国气象局29日发布《2025年中国风能太阳能资源年景公报》。公报显示:2025年,全国风能资源为正常年景,全国太阳能资源总体为偏小年景。
2026-01-30 03:30
想象一下手电筒的光:柔和而四散,照亮着前方。激光,就像一束训练有素的光——所有光粒子步调一致,朝着同一个方向前进,能量高度集中。这种特性让激光能完成普通光做不到的“精细活”,从超市扫码器到医院手术刀,从光纤通信到舞台灯光秀,背后都有它的身影。
2026-01-30 03:30
激光技术被誉为20世纪“四大科技发明”之一。聚焦真空紫外非线性光学晶体材料领域基础研究和关键核心技术,中国科学院新疆理化技术研究所(以下简称“新疆理化所”)潘世烈团队成功研制出氟化硼酸铵(ABF)晶体,首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出,创造了该领域世界最短输出波长纪录。相关成果于29日在国际学术期刊《自然》发表。
2026-01-30 03:30
开慧镇党委书记杨骏介绍,依托科技小院,全镇形成科技养殖示范点5处、示范户24户,带动村民增收1800余万元,并发展起梅花鹿、鹌鹑等特色养殖产业。在博乐市区西南方向四五公里处的荒漠化草原上,科技小院还开辟了200多亩的试验场,将这里作为科研攻关的第一线。
2026-01-30 09:17
科研人员将种子放入冷库储存。例如,千年种子库与中国西南野生生物种质资源库就通过人员交流、技术培训、资源备份、联合研究等,共同推进生物多样性保护。
2026-01-30 09:16
寒冬时节,云南省元江哈尼族彝族傣族自治县龙潭社区番荔枝种植基地里却热火朝天,一颗颗“冬日限定”的番荔枝被采摘、装箱,销往全国各地。
2026-01-30 09:14
“相对拥有百年历史的《科学》,《工程》才走过第一个十年。未来十年,我们要争取与世界顶级刊群比肩。”周济表示,这条路需要时间,以及学术评价观念、出版生态与国际化运营能力的协同推进。
2026-01-29 02:45
工业和信息化部28日公布,2025年,我国通信业实现平稳增长,产业结构持续优化,用户规模实现量质双升,5G、千兆等新型信息基础设施建设加快部署。
2026-01-29 02:55
中国科学院物理研究所近日发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》(以下简称“报告”),这是国际上首份针对高温超导带材发展的系统性战略报告。
2026-01-29 02:55
2025年,山东省实现地区生产总值10.3万亿元,比上年增长5.5%。亮眼的成绩单,离不开创新动能持续发力。齐鲁大地上,科技创新和产业创新融合发展成果正在厚积薄发,新质生产力加速崛起,转型动能持续增强,高水平创新型省份建设的目标正在逐步实现,向着“十五五”征程稳步进发。
2026-01-29 02:45
近期,多家外国科技公司宣布计划将人工智能及数据中心送往太空,引发了科技界的热烈讨论。这一看似在科幻电影中才会发生的场景,已逐步从设想转变为现实。
2026-01-29 02:55
手机厂商将投入更多精力,通过形态变革、差异化外观设计、联名合作等,更好地满足用户的情绪价值需求,激发消费者购买欲望。
2026-01-29 09:02
截至2025年底,全国累计发电装机容量38.9亿千瓦,同比增长16.1%。2025年,风电光伏累计装机历史性超过火电,截至12月底已超出约3亿千瓦。
2026-01-29 09:01
1月27日上午,中国科学院大学星际航行学院揭牌仪式在中国科学院与“两弹一星”纪念馆举行,标志着该学院正式成立。从“东方红一号”划破天际到“祝融号”漫步火星,中国人的航天梦从未停止。
2026-01-28 02:45
2025年,我国区域科技创新布局更加优化,三大国际科技创新中心建设进入新阶段,区域科技创新中心建设取得新成效。
2026-01-28 02:45
打破产业间的壁垒,鼓励跨领域、跨行业的融合探索,推动资源要素的自由流动与高效配置,不仅能盘活存量资源、激发增量活力,更能催生具有引领性的新产业、新模式、新动能。
2026-01-28 02:45
合肥是儿童文学作家许诺晨的家乡。合肥科学岛,是她所拥有的一座得天独厚的科学和科幻题材的“硬核基地”,由她来写量子少年这个题材,可谓“近水楼台”。《量子女孩》(中国少年儿童新闻出版总社2025年12月出版)是她献给“量子新城”合肥的一部“家乡书”。
2026-01-28 02:55
北京火箭大街展示与运控中心作为商业航天测运控中心、商业航天公共服务平台的空间载体,将为企业提供卫星运控服务和交流推介平台。
2026-01-28 09:15
水稻耐不耐旱,和叶子的厚实程度相关,这是由什么因素决定的?日前,中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队发现,水稻基因组中的三个耐旱基因可以“团队作战”,
2026-01-27 02:50
加载更多