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

  • 中欧班列开行突破13万列

  • 迎接国际护士节 致敬白衣天使

独家策划

推荐阅读
“人类生活在大气之中,大气变化是有规律的,可以将其变化用方程方式来表示。” 李泽椿习惯用数据和公式说话,这位中国工程院院士、天气动力和数值预报专家说话慢条斯理,从没高声过。
2026-05-09 02:15
中医强调,“未病先防、既病防变、瘥后防复”。
2026-05-09 04:05
仓廪实,天下安。习近平总书记强调,只有农业强起来,粮食安全有完全保障,我们稳大局、应变局、开新局才有充足底气和战略主动。
2026-05-09 02:15
近期,某手机芯片厂商相关漏洞被不法分子定向利用,给网上热炒的“秒解BL锁”行为敲响了警钟。
2026-05-09 11:10
近日,我国国家高电压计量站自主研制的工频高电压标准互感器将作为核心“标尺”,用于国际电磁咨询委员会组织的30余国高电压量值比对。
2026-05-09 02:15
《行动方案》以能源支撑人工智能发展、人工智能赋能能源转型为主线,聚焦保障算力设施安全可靠的能源供给、推动算力设施绿色低碳转型、促进算力电力高效经济协同、
2026-05-09 02:15
从日前闭幕的第九届数字中国建设峰会可以看出,我国人工智能技术已迈过能聊天、拼参数的初级阶段,进入会干活、有价值的跃升期。好用,既是用户体验的直观标尺,也是我国人工智能从技术跟跑到创新引领、从规模扩张转向质量提升的关键抓手。
2026-05-08 09:14
4月23日,100多家仪器企业带着自己的拳头产品,参加第十九届中国科学仪器发展年会。一个是以技术创新切入的初创企业,一个是深耕多年的国产老牌厂商,纳析科技和海能技术的实践,正是国产科学仪器企业不断向上突破的缩影。
2026-05-08 09:14
记者日前从中国科学技术大学获悉:近日,该校郭光灿院士团队在实用化量子密钥分发研究方面取得重要进展。团队突破量子态制备和单光子探测技术在高速、高信噪比和集成度方面相互制约的难题,首次利用半导体单光子探测器,实现了超越超导探测系统的安全密钥率纪录。
2026-05-08 09:13
由该校基础医学院教授侯宇领衔的研究团队,首次破解多聚蛋白1在白血病干细胞中驱动免疫逃逸与自我更新的全新机制,
2026-05-08 04:35
这还是那个荒凉的沙漠吗?晴空丽日,10万株玫瑰竞相绽放,花瓣层层叠叠,点缀在沙海边缘。微风拂过,淡淡花香扑面而来……
2026-05-08 04:35
儿童科学本质教育在科学教育中有着举足轻重的作用,发展科学本质观是科学教育的核心目标之一。
2026-05-07 05:35
面对现实世界中日益复杂的预测需求,科研人员围绕大模型预测技术,走出了两大核心主线、四种具体技术路径。
2026-05-07 05:35
人工智能是德国提升国家科技创新能力、竞逐全球科技产业高点的关键领域。
2026-05-07 05:35
该校邢立达课题组与河北省区域地质调查院合作,对河北宣化土城子组两个新的恐龙足迹点展开研究,记录下该地层迄今最慢的兽脚类恐龙行迹,
2026-05-07 06:00
大型体育赛事最令人头痛的当属“最后一公里”:车停到哪里最方便?从哪个入口进场最快捷?如今,这一状况正在改变。
2026-05-07 06:00
在刚刚过去的“五一”假期,“科技游”成为了众多游客的选择。辽宁沈阳航空科技馆则以大量模拟试飞游戏,让孩子们在玩乐中感知复杂的航空技术原理。当技术赋能的展陈体验成为标配,制度与运营模式的创新则为科技馆开辟了新的增长空间。
2026-05-06 09:13
光明日报西安5月5日电 记者李洁、张哲浩5日从中国科学院地球环境研究所获悉,该所联合国内外多家科研机构进行系统研究,提出土壤温度变化是东亚新石器时代粟作农业时空演化的重要调控因素。
2026-05-06 09:10
”日前,中国科学院院士、国家卫生健康委副主任曾益新在“高原重大心肺脑疾病预警关键技术与防治策略研究”项目启动会上表示。曾益新表示,该项目聚焦发病机制、易感人群识别、精准干预、治疗方案四大核心方向,其中发病机制研究是所有工作的基础。
2026-05-06 09:09
为此研究团队开发出纳米高熵陶瓷涂层,集防结焦、耐高温腐蚀、高导热于一体,还能降低煤耗。基于光谱学科基础,研究团队把“吸热”的思路反过来,开发了辐射制冷涂层。以吸热器表面的高温太阳能吸热材料为例,这种关键光学材料一旦断供,国内光热电站将陷入被动。
2026-05-06 09:08
加载更多