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

  • 习近平会见泰国总理佩通坦

  • 习近平会见新加坡总理黄循财

独家策划

推荐阅读
一声战机轰鸣划破长空,一柄银色利剑直冲天际。此次歼-35A敢于摘掉面纱公之于众,不是因为它不再神秘,而是因为它拥有基于实力、能力、国力上的强军自信与大国自信。
2024-11-15 09:20
我国科学家目前已完成八条全球主要海沟深渊的载人深潜科考,创造多项世界载人深潜作业和科考新纪录,在深渊深海地质、生命与环境科学领域取得了一系列原创性重大发现和科考成果。
2024-11-15 09:16
我们必须坚持科技创新的战略先导地位,开辟新领域新赛道,在全球科技竞争中抢占先机,在新兴产业、未来产业发展中赢得主动权。
2024-11-15 09:12
该项技术由华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心与东方电气集团东方电机有限公司、东莞磁脉电气科技有限公司合作完成。
2024-11-15 09:12
120公斤推力级涡喷发动机KP12可配装多用途无人机开展灾情监测、空中消防、物资投送、通讯中继等。
2024-11-15 09:11
可满足海洋、减灾、气象等多个行业的业务需求。
2024-11-15 03:20
日前,《细胞》杂志在线发表了华中农业大学教授严建兵团队的最新研究成果,揭示玉米籽粒脱水的分子机制,为快脱水宜机收玉米品种的培育奠定重要基础,我国宜机收玉米品种培育有望进一步“提速”。
2024-11-15 03:20
日前,北京理工大学张军院士团队首创片上光谱复用感知架构,自主研制了国际首款百通道百万像素高光谱实时成像器件,其光能利用率创造了世界纪录。相关成果日前在《自然》期刊发表。
2024-11-14 04:55
中国石化在天津南港正式投用国内首座冷热能互换站,年处理能力超260万吨。
2024-11-14 05:05
13日,全球首个吉瓦级海上光伏——国家能源集团国华投资山东垦利100万千瓦海上光伏项目首批光伏发电单元成功并网,成为全球率先成功并网的最大海上光伏项目。
2024-11-14 05:05
当前,我国全面推进乡村振兴的基础扎实,农业现代化正向纵深迈进,更需要铆足干劲、再接再厉,大力提升农业发展的质量和水平。
2024-11-14 04:45
北京大学郭雪峰教授、山东大学李延伟教授和北京大学莫凡洋教授等联合研究团队,通过在芯片上对开环易位聚合反应的在线调控,实现了单个聚合物的精准合成,有望为聚合物材料精准制造与有机合成领域带来革命性进展。
2024-11-14 04:55
构建具有我国特色的工程师认证制度,应从我国实际出发,形成一个由政府人才综合管理部门主导,由产业部门、企业、院校、工程界和专业社会组织紧密合作、合理分工的治理体系。
2024-11-14 04:55
近日,由中国企业承建的南非最大的可再生能源项目——红石100兆瓦塔式熔盐光热电站顺利实现并网发电。
2024-11-14 06:10
世界气象组织在《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)第二十九次缔约方大会(COP29)期间发布报告说,2024年有可能成为有记录以来最热的一年。
2024-11-13 09:47
在刘汉龙指导下,肖杨凭借在微生物加固土体力学领域的丰富研究成果,获得国家杰出青年科学基金资助。
2024-11-13 09:46
到点自动发车、区间自动运行、到站自动对标停车、车门站台屏蔽门联动开启……京张高铁在全球第一次实现了运营时速350公里的有人值守自动驾驶。
2024-11-13 09:40
中欧科技合作“龙计划”2024年海洋遥感高级培训班日前在海南三亚开班。在11日上午举办的开幕式上,近30位国内外遥感领域知名专家和近60位来自海洋遥感领域优势科研院所与高校的青年科研人员共同参加活动。
2024-11-13 09:39
近年来,北京涌现出一批新能源、人工智能、智能制造、先进制造等领域的高科技民营企业,目前已逐渐形成技术和品牌优势。
2024-11-13 09:40
记者从国家国防科技工业局获悉,在12日开幕的第十五届中国航空航天博览会上,国家国防科技工业局、国家航天局“中国军工”“中国航天”展台亮相。
2024-11-13 09:39
加载更多