美国智库：如何实现高超音速导弹防御的空间和机载传感器
CSIS的Masao Dahlgren就其报告《步入正轨：高超音速导弹防御的空间和机载传感器》所作的简短总结：
乌克兰冲突清楚地表明，导弹"是对手战争方式的基础"。然而，未来的导弹威胁会对现有的导弹防御系统造成越来越大的压力，因为它们飞得更低、更快，而且飞行轨迹难以预测。最重要的是，它们很难被探测到。因此，要想击败它们，就需要在飞机或卫星上安装高空传感器，以便在一定距离内跟踪它们。在美国国防部开始部署天基传感器星座之际，《步入正轨》这篇专家报告解读了其中涉及的设计权衡和需要避免的关键陷阱。作者利用先进的模拟工具，强调了卫星轨道多样化、设计早期持续覆盖星座以及保留火控能力传感器要求的必要性。
主要结论
需要一个新的、更高的传感器架构来探测、识别和跟踪各种机动导弹威胁，并提供足够的质量来支持导弹防御火控。这些威胁集高速、不可预测、非弹道弹道和大突袭规模于一身，对传统防御设计造成了压力；
导弹防御和击溃导弹的未来，取决于这一架构的发展、特点和实战时间表。我们无法防御我们看不到的东西；
没有完美的传感器架构设计。设计高架传感器架构是一项权衡利弊的工作。考虑到交易的多样性，架构设计既是一门艺术，也是一门科学。这种艺术在具体设计中的应用，反映了各种制度和政策假设；
揭示这些权衡和假设，并将其明确化，可以帮助政策制定者、预算编制者和系统设计师，并为公众有关导弹跟踪和导弹防御的讨论提供更好的信息。这正是本报告的目的所在。本报告并不提倡某种特定的体系结构，而是阐述了这些权衡，确定了未来体系结构的指导原则，并强调了应避免的诱惑；
没有哪个轨道或领域是导弹防御传感的最佳方法。低轨道（LEO）、中轨道（MEO）、地球同步轨道（GEO）和高椭圆轨道（HEO）在覆盖范围、进度、成本和弹性方面各有优势；
在低地轨道增设空间传感器是提高复原力的一种方法，前提是数量多、更换成本低。但这并不是唯一的方法。依赖单一的轨道机制或任何单一的恢复能力方法都会导致混乱。低地轨道星座可能会因区域或整个领域的影响而退化，包括电子攻击、核或放射性手段以及有意产生的碎片；
因此，美国国防部最近更新了部署混合轨道导弹跟踪星座的计划，这是提高复原力的可喜一步。传感器架构应利用多轨道和多领域的独特优势和缺点，使对手的目标定位更加复杂；
传感器架构的部署阶段与其最终交付日期同样重要。对轨道配置的选择不仅会影响传感器的最终覆盖范围，还会影响覆盖范围随着时间的推移如何发展。纯粹为提高覆盖效率而优化的传感器星座，在大部分元件部署完毕之前不一定会产生持续覆盖。为了实现近期覆盖，特别是与印度-太平洋和其他战区相关的低纬度地区的覆盖，政策制定者应关注传感器的部署节奏，而不仅仅是最终产品--优美的部署以及优美的降级；
天基传感器架构对全球导弹跟踪覆盖很有必要，但是，机载传感器的亚轨道底层可以改善点或区域覆盖，对冲轨道传感器的时间表或能力差距，并提高整个系统级的生存能力。机载传感器提供独特的探测模式，可支持不受轨道力学的可预测性和刚性限制的持续、局部覆盖；
传感器融合是进度风险的一个主要来源，但尚未得到充分重视。在开发传感器融合软件和基础设施方面的延误，在很大程度上导致了过去太空计划的成本和进度超支。需要采取进一步措施，优先为更大的卫星群和多种传感器类型开发指挥控制和融合算法；
火控质量跟踪必须成为新兴高架传感架构的基本要求。对火控跟踪的技术要求是相对的，取决于导弹防御杀伤链中其他要素的性能。如果对轨迹数据的要求不那么严格，就需要拦截器具有成本更高、能力更强的寻的器，或者具有更强的机动能力来弥补位置的不确定性。相反，更精确的传感器数据既能提高现有系统的性能，又能简化未来拦截器的设计要求。
红外传感器的性能，是目标特征与传感器分辨率、灵敏度和视场的函数。宽视场和中视场传感器都有望实现火控质量跟踪。近年来，美国国会对火控传感器的部署进行了审慎的审查和持续的努力，其中包括高超音速和弹道跟踪空间传感器（HBTSS），该传感器计划于 2026 年左右从导弹防御局转移到太空部队。无论传感器的配置和类型如何，火控工作都必须跨越死亡之谷，进行大规模部署；
实现提升传感器架构的许多技术和计划都已就绪，但还需要一个规范的采购和系统工程机构来调整其众多组成部分。决策者必须进行监督，以确保进度纪律、轨道和系统多样性，并持续关注导弹防御火控要求；
获取这种新的高架传感器架构需要避免某些诱惑。这些诱惑包括：以牺牲进度和弹性为代价优化全球覆盖效率，将资产整合到单一轨道系统中，以及放弃火控要求。
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高超音速导弹防御的空间和机载传感器，已成为"我们对手战争方式的基础，而导弹防御已成为综合威慑和国家防御的基础"。建立新的高架传感器架构，对未来的导弹防御事业同样具有基础意义。
在过去40年中，历届七届总统政府都曾表示，至少在纸面上，支持部署一个空间传感器层。这个传感层不仅能提供导弹预警，还能提供支持导弹防御任务所需的高质量跟踪能力。迄今为止，还没有任何一届政府这样做。现在，这种情况正在开始改变。在建立强大的空间传感能力方面，我们已经取得了长足的进步。过去的愿景从未像今天这样接近实现。
太空发射、网络和传感技术的突破，为实现强大的高架传感器架构创造了机会。目前，整个美国国家安全机构都给予了极大的关注，并进行了相应的大量投资。最近对获取增殖低地球轨道（pLEO）星座的重视，就是一个良好的开端。但是，要与近邻抗衡还需要更多的努力。正如美国国防部助理部长约翰-普拉姆所强调的那样，"复原力是一种永无止境的追求。"
为了实现强大的能力和任务保证，未来的传感器架构必须在多个高度和领域内运行，优先考虑更快部署的设计，并为印度洋-太平洋地区提供更密集的纬度覆盖。必要的政策、计划和机构已经到位。现在需要的是监督、资源配置和系统工程授权，以使未来架构具有弹性、及时性和能力。未来的架构必须在轨道上多样化，才能具有弹性。要做到及时，就必须在部署能力时着眼于优美的部署，并优先考虑低纬度覆盖。
最后，它必须提供导弹防御或火控高质量跟踪所需的高质量数据。有了这些，期待已久的高架传感器架构终将实现。一旦实现，其用途将远远超出导弹预警、导弹防御和导弹击落。这些资产所提供的指示、警告和属性，将在危机情况下为决策者带来清晰的信息，并更好地为战场上的军人提供信息和保护。正如全球定位系统（GPS）的无数商业应用和国防支持计划导弹预警星座对野火探测的益处一样，这些高空传感器也将出现新的任务和用例。不过，高空传感对防空和导弹防御的重要性已经显而易见。随着外来太空威胁的数量不断增加，有可能会忽视下方看似小儿科的空中和导弹威胁。尽管导弹防御任务的优先级可能会降低，但绝不能放弃对火控质量跟踪的要求。它必须不偏离轨道。
Masao Dahlgren2023年12月18日战略与国际研究中心
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