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

  • 全国多地开展国家网络安全宣传活动

  • 永丰村迎秋粮收获

独家策划

推荐阅读
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
错坚河冰崩发生点和下游传输侵蚀通道。研究指出,气候变暖背景下,喜马拉雅山地区的冰冻圈灾害正呈现频次增加与链式放大的复合态势。研究指出,此次冰崩与气候变暖影响下冰裂隙扩张、从冰面向冰内和冰床排水加剧直接相关。
2026-09-15 09:26
记者从国家药监局了解到,我国第三个脑机接口医疗器械标准于14日被批准发布。据悉,为了支持我国脑机接口医疗器械重大创新、满足产业发展急需,国家药监局采用快速程序立项和批准。
2026-09-15 09:23
工科学习与研究强调实践牵引、逻辑思维和科学方法,解决问题更是落脚点——学生可以借助AI,但不能被AI替代。工科学习,不仅是吸收知识的过程,更是应用理论、方法和工具提升学生解决工程实践问题的能力的过程。
2026-09-15 09:25
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
近日,记者从吉林大学获悉,该校生物考古实验室在全球首次完成已灭绝古生物奥氏马的完整形态复原。
2026-09-14 09:15
2026年国家网络安全宣传周期间,光明网联合科普中国推出AI科技伦理系列科普视频,引导公众理性认知技术逻辑,秉持算法向善理念,共建网络安全生态。
2026-09-14 09:15
实现人的自由全面发展,是人工智能伦理治理的逻辑起点与价值原点。
2026-09-11 08:42
2019年,一场生态修复让一个古人类遗址——云南蝙蝠洞遗址浮出水面。之后,多支科研团队开展跨学科综合研究,让丹尼索瓦人在中国西南腹地缺失的关键地理拼图得以补充。
2026-09-11 08:51
在位于内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔新区的人才创新谷,工作人员操作和林格尔数据中心集群多云算力资源监测与调度平台,实时监测、动态调度算力资源。
2026-09-11 09:10
人类全基因组约30亿个碱基对中,仅1%—2%编码蛋白质,其余包含不编码的“垃圾DNA”及控制基因表达时间、位置和强度的调控序列。
2026-09-11 09:07
8月也是非极地海域有记录以来最温暖的一个月。海表温度峰值达21.1℃,是有观测以来最高的海表温度。
2026-09-11 08:51
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
加载更多