“飞翔的番茄罐头”──F-15战斗机反卫星的故事

万磁王

作者：彼得•格里尔（Peter Grier）
原载：2009年2月份的美国《空军》杂志（AIR FORCE Magazine）
翻译：李昭辉  
来自空翼

　　译者注：本文原文发表在2009年2月份出版的美国《空军》杂志（AIR FORCE  Magazine）上，原作者是《基督教科学箴言报》在华盛顿地区的编辑彼得•格里尔（Peter  Grier）。格里尔曾长期担任防务记者和《空军》杂志的特约编辑。译文所配图片有改动。
　　“有了这款外观不起眼的、而且绰号挺有趣的武器之后，战斗机飞行员们就拥有了击落卫星的能力。这可不是句玩笑话。”

一架F-15A战斗机刚刚发射了一枚ASM-135反卫星（Anti-Satellite，ASAT）导弹，照片摄于1985年9月13日

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“飞翔的番茄罐头”
　　1985年9月13日，小威尔伯特•D•皮尔逊少校（Maj. Wilbert D. Pearson  Jr.）驾驶着一架F-15战斗机起飞了。这次飞行非比寻常──飞行员必需驾机飞出一个要求异常严格的任务剖面。

ASAT反卫星导弹真正的实弹射击测试是由图中的这架机号为“77-0084”的F-15A战斗机完成的

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　　皮尔逊少校是美国空军的一位试飞员。这一天，他驾驶着他那架F-15A战斗机从位于加利福尼亚州的爱德华兹空军基地（Edwards  AFB）起飞后，便朝着位于范登堡空军基地（Vandenberg  AFB）以西大约200英里（321.8千米）处的某一区域飞去。然后，当战机的速度达到1.2马赫时，皮尔逊少校驾驶着战斗机向上进行了一个精准的65度爬升，在这一过程中他拉出了3.8G的过载。皮尔逊的战机开始迅速爬升。
　　然后，在高度正好为38100英尺（11612.88米）时，这架F-15战斗机自动发射了一枚实验性的两级助推式导弹，导弹代号为“ASM-135”。这枚导弹拖着长长的尾迹径直向上飞去，飞过了对流层和平流层，最终飞到了335000英尺（102108米）高的太空──这一高度相当于位于地球表面以上62英里处──此时这枚导弹还在继续爬升。

F-15A 77-0084以跃升爬升方式发射ASM-135A

　　这枚ASM-135导弹看上去又粗又短，可它却是一枚高科技导弹，不过其战斗部并未填充高爆炸药。相反，皮尔逊少校执行的这次任务要求它通过猛烈地撞击来摧毁一颗卫星。
　　ASM-135的反卫星实验成功了，它砰地一下与一颗在太平洋上空约345英里（约552千米）处运行的报废的军用侦察卫星相撞，把它变成了一堆金属碎片和尘埃。

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　　与此同时，皮尔逊少校在那一刻也成了人类历史上第一位击落太空目标的飞行员，而且很可能是唯一的一位──在这次试验之后，美国空军再也没有用战机向卫星发射过导弹。
　　早在这次试验数年以前，在《华盛顿邮报》的防务记者的帮助下，ASM-135反卫星导弹就已经开始为公众所知晓。乔治•C•威尔逊（George C.  Wilson）在1977年发表的几篇文章中首次对这种武器系统进行了描述，并给它起了一个独特的绰号──“飞翔的番茄罐头”（the flying tomato  can）。

ASM-135反卫星导弹“终端寻的飞行器”的内部结构示意图

ASM-135A反卫星导弹的第一级

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　　ASM-135反卫星导弹的“终端寻的飞行器”（homing  vehicle）是一个较短的圆柱体，从外观上来看有点像一个，呃，一个番茄罐头。围绕着这个“番茄罐头”一周布置有56台全装药（full-charge）固体火箭发动机和8台半装药（half-charge）固体火箭发动机，这些固体火箭发动机用于控制转向以调整导弹战斗部的飞行姿态。搜索并捕获目标的工作由位于终端寻的飞行器中心的红外探测器来完成。
　　为了保证系统能正常工作，红外探测器在部署之前必须进行相当程度的冷却。为此，红外探测器需要被放置在冷却至约零下450华氏度（约零下267.78摄氏度），或者说接近绝对零度的液氦中。
　　根据一位曾在美国空军的ASAT（Anti-Satellite，即“反卫星”）项目中工作了四年的年轻的空军军官格里高利•卡拉姆贝拉斯（Gregory  Karambelas）的说法，ASAT测试项目需要准备一个大大的盛装液氦的保温瓶或烧瓶，这种瓶子“大约和那档老的电视节目《迷失太空》（Lost in  Space）中的机器人一般大小”。用于测试项目的那几架F-15战斗机最初是双座型的“老鹰”，不过“它们的后座被换成了装有液氦的保温瓶”，卡拉姆贝拉斯这样写道。

由凌-特姆科-沃特（LTV）公司研发的ASM-135反卫星导弹。这款“飞翔的番茄罐头”现在陈列在位于弗吉尼亚州史蒂文•F•乌德沃尔-哈齐中心（Steven F.  Udvar-Hazy Center）的美国国家航空航天博物馆（National Air and Space Museum）中展示

　　导弹的终端寻的飞行器只能指向目标所在的方向，它自己没有真正的推动自身向前飞行的能力。因此，F-15战斗机飞行员释放导弹的空域位置和二级火箭助推器的性能对于试验的成功与否就是至关重要的了。
　　挂载ASM-135导弹的飞机必须飞到迎面而来的目标卫星运行轨迹下方的区域，然后，在战斗机进入一个非常“陡峭”的大角度爬升后，飞行员必须在一个非常狭窄的“时间窗口”内发射武器。
　　“如果一切顺利的话，终端寻的飞行器将自己直接进入接近目标的飞行路径，并通过碰撞而直接毁坏目标”，美国空军飞行测试中心（Air Force Flight  Test Center）的历史学家雷蒙德•L•普弗尔（Raymond L. Puffer）这样说道。“当两个物体以极高的相对速度碰撞时，已经不再需要炸药了”。

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　　第一次由载机携带新式ASAT武器的测试飞行发生在1982年12月21日。后来，在1984年又进行了两次自由飞行试验。第一次自由飞行试验发生在1984年1月21日，试验取得了成功，不过没有安装微型的终端寻的飞行器。第二次自由飞行试验发生在1984年11月2日，这次试验在太空中选择了一颗星星作为终端寻的飞行器上搭载的传感器的目标。第二次试验被美国空军判定为只取得了部分成功。

美国空军ASAT项目的徽章

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　　几个月后，美军官方在总结了前几次试验的结果后声称，他们准备对太空中的真实目标进行测试。里根总统于1985年8月20日批准了这一计划。发射测试计划最初安排的日期是9月4日，但当时的国会出台了这样一项限制：要求项目必须提前15天通知参众两院的立法者们。于是，这次飞行测试被迫推迟了9天。
　　测试选定的目标是一台被称为“太阳风”（Solwind）P78-1的航天器，这是1979年发射的一颗伽马射线光谱卫星。这颗卫星的用途是对太阳风等进行研究。

左侧的图片为在反卫星试验中被击毁的“太阳风”P78-1  卫星，右侧的图片为1985年9月13日拦截试验期间“太阳风”P78-1 卫星穿越美国西海岸上空时的运行轨迹

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　　美国太平洋当地时间1985年9月13日下午1时42分，由皮尔逊少校发射的ASM-135击中了“太阳风”P78-1卫星。对这一结果，五角大楼的官员们感到很高兴，国防部长卡斯帕•W•温伯格（Caspar  W. Weinberger）称该测试“向前迈出了一大步”。
　　令人感到奇怪的是，P78-1卫星在当时并未完全报废，海军研究实验室（Naval Research  Laboratory）的物理学家们当时仍在使用来自该卫星的数据。事实上，根据当时的《洛杉矶时报》（Los Angeles  Times）的文章报道，1984年9月14日，正在工作中的海军研究实验室的物理学家们惊讶地发现，他们再也无法从P78-1号卫星那里接收到数据了。这台航天器的主要使命已经完成，但“这颗卫星当时正在进行好几个实验”，美国海军的一名发言人布伦特•贝克上校（Capt.  Brent Baker）这样说道。
　　在皮尔逊少校完成了这次发射试验之后，美国国会禁止了开展进一步的射击在轨目标的反卫星试验。参众两院的立法者们不赞成里根政府有关发展ASAT武器的意图，他们担心这可能会刺激苏联也开展类似的计划，或者在战略军备控制方面设置更多的“路障”。
　　有关军备控制的政治考虑，再加上成本超支和技术问题，最终导致了ASAT项目的夭折。五角大楼在1988年取消了ASM-135反卫星导弹项目。不过，根据美国空军飞行试验中心（AFFTC）的历史学家詹姆斯•O•杨（James  O. Young）的说法，ASAT反卫星导弹是“一个重大的技术成就”。
　　詹姆斯•O•杨在AFFTC于2007年出版的一本历史著作中写道，皮尔逊直接用导弹命中了卫星是“一个惊人的事件”，这一事件据说“在克里姆林宫的大厅之中回响着”。

2008年2月，美国海军的“伊利湖”号导弹巡洋舰（CG-70）发射一枚改进后的“标准”  SM-3导弹，击毁了USA-193号间谍卫星

　　太空安全问题现在正在引发人们新的关注，这部分是由于中国在2007年1月对其反卫星武器系统的测试，以及美国海军在2008年2月从一艘军舰上发射导弹摧毁了一颗报废的美国间谍卫星（译者注：2008年2月21日，美国海军的“伊利湖”号导弹巡洋舰发射一枚改进后的“标准”SM-3导弹击毁了USA-193号间谍卫星）。

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太空的脆弱性
　　自从太空时代的黎明到来后，苏联和美国都在努力研发能够攻击他们的对手的太空在轨运行设备的能力。
　　对苏联人来说，他们认为自己是因为受到美国侦察卫星的威胁而驱使他们发展反卫星战力的。在苏联人明确表示他们能够击落过境的U-2高空侦察机之后，美国人在20世纪60年代初开始强调对间谍侦察卫星的运用。
　　苏联官方对这些间谍卫星感到非常恼怒，他们试图让联合国谴责那些被苏联方面认为是在“破坏人类和平”的外层空间目标。苏联科学家也开始研究摧毁卫星的方法。
　　苏联的主要反卫星系统是“同步轨道反卫星武器”（Co-Orbital  ASAT），可将其视为一款巨大的“太空手榴弹”。重达1.5吨的“同步轨道拦截器”通过常规导弹发射升空后，可以“潜伏”在轨道上接近预定要攻击的目标。在其自身搭载的雷达的引导下，这种“杀手卫星”将会越来越接近其预定的目标，然后在目标进入距自身大约半英里（800米）之内时引爆。

苏联研制的“同步轨道反卫星武器”

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　　在从1963年到1972年的初始测试阶段期间，这一系统在20次测试中拦截了7个目标，并实际引爆了5次。
　　由于美国此时已经开始依赖间谍卫星提供的情报，因此他们被“同步轨道反卫星武器”所展现出来的能力所震惊。美国官方也在担心苏联会发射可入轨飞行的核武器。
　　“这导致了对我们在太空中的脆弱性的偏执”，美国空军前副总参谋长兼空军太空司令部司令、已退役的美国空军将军小托马斯•S•莫尔曼（Gen. Thomas  S. Moorman Jr.）在1995年召开的“太空系统及其军事应用发展研讨会”上这样说道。
　　从20世纪50年代后期开始，美国人已经开始研发自己的ASAT武器系统了。美国人研发的第一款反卫星武器是“大胆猎户座”（Bold  Orion）反卫星导弹，这是一款从B-47轰炸机上发射的两级火箭。在试验中，“大胆猎户座”飞到了距离其预定目标4英里（6436米）的范围内，这一结果符合最初的预期，但美国空军最终失去了对该计划的兴趣。

美国于20世纪50年代开始研制的“大胆猎户座”反卫星导弹，这种导弹需要由照片背景中的那款B-47型轰炸机搭载发射