定向能源:天基导弹防御的圣杯

安德鲁·滕尼克利夫 2019年3月20日(最后更新时间为2020年1月29日12:46)

在战场上使用激光武器继续吸引投资,近来注意力已转移到太空。安德鲁·滕尼奇夫(Andrew Tunnicliffe)询问美国国防部使用太空定向能武器的计划是否可行。

定向能源:天基导弹防御的圣杯
在一个洁净室中关闭洛克希德·马丁公司的机载激光炮塔。信用:洛克希德·马丁公司。

美国国防部(DoD)称,短短几年之内,美国作战人员将在其武器库中拥有直接能源武器。为了实现这一目标,美国已承诺增加对这些系统的投资,这些系统利用非动能向目标提供致命的能量密度,以实现导弹防御。目的是最终开发天基防御系统,这是一项重大成就,如果成功的话。

天基导弹防御

多年来,基于太空的激光武器防御能力一直是美国及其他国家的长期目标。国防研究与工程部副部长迈克尔·格里芬(Michael Griffin)表示:“如果部署基于空间的拦截器星座,这是我们已经研究了30多年的东西,那么我认为有效性是毋庸置疑的,这在技术上并不困难。 2018年8月告诉记者。

他在太空与导弹防御专题讨论会的媒体圆桌会议上说,虽然不是“指日可待”,但这种系统并非遥不可及,但需要“重大政策转变”。

五角大楼在成功击落直接能量导弹方面取得了一些成功,目前正在权衡多种选择,包括使用F-15或F-35等有人驾驶飞机,在更高高度飞行的无人机(UAV),或基于空间的系统。每个人都有其优点和缺点,但格里芬建议太空将是他在推进阶段拦截中的首选。

目标是到2023年开发和部署一种能够在高空运行并具有长续航力的激光武器。配备激光的HALE无人机将在感兴趣的地点附近运行,随时准备在助推阶段击落弹道导弹。至少这是一个概念,在多个研究计划中共投资了5.63亿美元。

激光武器挑战

但是,为 现在军备控制,军备控制协会裁军和减少威胁政策主任金斯敦·雷夫(Kingston Reif)和美国大学本科生瑞安·费达瑟克(Ryan Fedasiuk)表示:“尽管定向能源武器存在许多陷阱,但导弹防御局(MDA)不太可能很快放弃追逐激光的追逐行动防御。但有一点可以肯定:前进的道路将是困难且昂贵的。”他们确定了三个挑战:精确跟踪,光束控制和功率缩放。

“MDA定向能源武器问题的核心是降低激光系统的尺寸,重量和功率之比。”

他们说:“ MDA定向能源武器问题的核心是降低激光系统的尺寸,重量和功率之比。” “属于多光谱瞄准系统传感器系列的MDA主动跟踪系统上的激光指示器尚未展示出接近扩展范围激光测距能力的任何东西。”

他们补充说,问题是“抖动”-振动和其他运动,导致激光在照射目标时跳跃。他们继续说:“为了有效,激光必须在单个光斑上钻几秒钟,直到目标被摧毁为止。”

激光竞争很激烈

美国军方及其商业伙伴正在努力解决这些问题,并提高直接能源武器的能力。

其中包括雷神公司。该公司表示:“凭借数十年的制造专业知识,雷神公司继续为高能激光系统,目标指示物和下一代激光测距仪确定未来。”

雷神公司有充分的理由为它的工作感到自豪,这项工作可以追溯到六十年前。该公司生产了它所说的第一个激光测距仪,第一个激光目标指示符和第一个军事级LADAR测量方法,雷达和激光相结合。

雷神公司在2018年取得的成就中包括与美国陆军阿帕奇计划管理办公室和美国特种作战司令部合作,使用安装在阿帕奇AH-64攻击直升机上的高能激光击中地面上的无人目标。在演习之后,该公司表示已收集了振动数据。

在今年晚些时候,在美国陆军的一次演习中,雷神公司先进的大功率微波和激光沙丘越野车成功击落了45架无人机和无人机。

雷神公司高级导弹系统副总裁托马斯·布辛博士(Thomas Bussing)说:“定向能量的快速交接和低成本,对于保护我们的部队免受无人机攻击是革命性的。我们已经花了数十年的时间完善高功率微波系统,这可能很快使我们的军队在应对这种不断扩散的威胁方面具有显着优势。”

洛克希德引发这场比赛

雷声公司已经与其他主要玩家洛克希德·马丁公司(Lockhead Martin)交战,以确保获得美国陆军的合同,为其中型战术车辆家族开发100千瓦激光。洛克希德·马丁公司与Dynetics和其他公司合作赢得了胜利。

洛克希德·马丁公司高级激光解决方案和战略业务开发主管Iain McKinnie说:“敌对的无人机系统,火箭,火炮和迫击炮的扩散对部署的美军构成了越来越大的威胁。激光武器提供了很深的弹匣,而且每次射击的成本非常低,使其非常适合补充现有的动能武器,以应对密集的UAS群和RAM袭击。”

洛克希德·马丁航天公司还致力于开发直接能源潜力。 “ 40年来,洛克希德·马丁公司一直在研究,设计,开发和捕获电磁能,并提高了其功率,从而为空中,地面和海上平台创造了创新的定向能解决方案,”导弹防御计划副总裁莎拉·里夫斯说。该公司在洲际弹道导弹方面有着悠久的血统,在1950年代后期开发了第一个已知的弹道导弹。

凭借这种传统以及在目标识别和对策方面的不懈努力,基于天基的红外监视(SBIRS)计划以及其激光武器原型,高级测试高能资产系统(ATHENA),该公司非常有能力帮助应对挑战由美国国防部提供,以提供太空升压阶段的拦截。

“定向能源系统提供了一个转变成本曲线的机会,正如我们目前所看到的那样。”

洛克希德·马丁公司正在与各种客户合作,为各种多重任务开发先进的,最先进的军事就绪系统。尽管技术和工程方面的挑战仍然存在,但随着我们不断降低加利福尼亚工厂的技术风险,设计优化正在进行中。”里夫斯说。

ATHENA是一种移动系统,旨在应对近距离,低价值的威胁,例如简易火箭,无人驾驶航空系统,车辆和小船。它使用了公司的“加速激光演示计划”光谱光束和多个光纤激光模块。根据洛克希德·马丁公司的说法,它们一起形成了“单一,强大,高质量的光束,在设计中可以提供更高的效率和杀伤力,并可以扩展到更高的功率水平。

Reeves继续说道:“定向能源系统提供了一个改变成本曲线的机会,正如我们目前所看到的那样。” “我们满足的关键运营需求包括:准确性,机动性,尺寸,重量和功率,散热,并最大程度地减少附带损害。”

定向能量在太空中-真的可以做到吗?

MDA已经充分意识到Reif和Fedasiuk在他们 现在军备控制 文章。该机构副主任乔恩·希尔(Jon Hill)在2017年表示,MDA在研发直接能源武器的任务中面临三个障碍:跟踪,射束控制和功率缩放。这些障碍似乎正在引起他们的关注。

在某些情况下,定向能源提供了一条重要的优势进化途径,可以避免使用昂贵的拦截器击落昂贵的导弹。通过利用它,我们能够大幅降低每次参与的成本。”里夫斯说。

正如格里芬所说,很容易看到很快就在战斗空间中使用直接能量武器,但是在太空中使用直接能量武器仍然是一个远离现实的概念。即使国防部渴望能够在早期飞行中拦截导弹,但陆上和空中的选择可能暂时会赢得胜利。