太空态势感知卫星 （用于监测太空航天器活动的卫星系统）

简介

相对于地基太空监视系统，太空态势感知卫星有明显的优势。天基系统能提供不受天气影响的、适应性较强的太空监视能力，并能对位于静地轨道上的高度关注的物体，进行更及时的重访。对于地球同步轨道目标，尤其是非合作目标的抵近侦察，需要突破的关键技术有灵活可靠、成本适中的GEO轨道进入技术和在轨长时间自主运行技术等。

当地时间2023年9月10日，美国“天军”使用“宇宙神-5”大型运载火箭将一颗名为“沉默巴克”的卫星送入太空，主要用于监视别国的卫星。

发展背景

太空是国家新边疆，太空活动是国家意志和战略意图的重要体现，是国家利益拓展的重要保障，太空安全已成为国家安全的重要组成部分。随着航天技术快速发展、国际形势变化，太空已经成为国家级竞争和战略对抗的关键领域。围绕夺取太空战略制高点的国际化竞争日趋激烈，各国不满足于空间态势感知项目的研究和演示验证，以空间攻防为核心的空间安全领域军事化已成现实。

类别

太空态势感知卫星根据轨道高度主要分为两种，一种运行在低轨道，另外一种运行在高轨道。

作用

太空态势感知卫星主要用于监视在太空上运行的其他卫星。

优势

相对于地基太空监视系统，太空态势感知卫星有明显的优势。天基系统能提供不受天气影响的、适应性较强的太空监视能力，并能对位于静地轨道上的高度关注的物体，进行更及时的重访。

关键技术

对于GEO（地球同步轨道）目标尤其是非合作目标的抵近侦察，需要突破的关键技术，主要包括如下几个方面：

（1）灵活可靠、成本适中的GEO轨道进入技术

相对低轨卫星，高轨卫星的重要特点之一是入轨难度大、成本高。不管是通过上面级直接入轨还是通过卫星自身变轨，进入GEO轨道均需要消耗大量燃料，系统设计相对复杂，成本高昂。分析美国现有几颗GEO轨道态势感知项目，早期均通过特定平台直接送入GEO轨道，最近发展为通过其它卫星入轨以“搭便车”方式进入轨道。目前中国的远征一号和远征二号上面级具备将卫星直接送入GEO轨道的能力，但使用成本较高，国内还没有类似LS-1300卫星平台PODS功能的航天器。需要突破的关键技术包括小型化长寿命部件设计技术、微纳卫星潜伏寄生技术、分离聚合航天器控制技术。

（2）在轨长时间自主运行技术

态势感知航天器为了全面获取GEO轨道空间态势信息，需要长时间运行于国土上空以外的高轨区域，处于本国地面测控站不可见范围内。以GEO-50km轨道为例，完成对全球GEO带内卫星巡航一圈的周期约为560天，其中卫星约有286天时间运行在国内测控弧段以外，需要卫星具有较强的自主运行能力。需要突破的关键技术包括高轨长时间自主导航、自主任务管理技术以及故障诊断与恢复技术，在轨自主运行时间需大于300天。

（3）空间自主交会接近制导与控制技术

态势感知航天器逐渐接近目标卫星，测量敏感器获得目标卫星方位和距离信息，相对运动制导与控制在相对测量信息基础上进行航天器轨迹控制，从而抵近目标卫星至所需距离范围。需要突破的关键技术包括对空间目标主动绕飞控制技术、对姿态机动目标随动跟踪控制技术、对姿态机动目标抵近制导与控制技术。

（4）轨道机动多角度立体成像技术

态势感知航天器对目标卫星接近过程中，需要对目标卫星进行成像，对空间目标进行特征识别，在最佳观测距离和最优拍摄角度获取目标高清视图，掌握精准的目标物理外形信息.需要突破的关键技术包括轨道机动观测技术、多角度立体观测技术、杂散光抑制技术、空间目标在轨三维模型重建技术、空间目标特征提取与跟踪测量技术。

各国发展

美国

美军对空间态势感知概念的表述最早可追溯到上世纪九十年代。1998年3月，时任北美防空航天司令部司令的艾斯特斯首次提出空间态势感知的概念，认为空间态势感知是获取空间优势的基础，是实现空间控制的关键因素。同年8月，美空军发布第一个《空间作战条令》，指出空间态势感知是空间作战计划人员应该考虑的问题之一。随后在历次《空间作战条令》《空间联合作战条令》修订过程中，空间态势感知的概念内涵不断丰富。特别是在2009版、2013版、2018版《空间联合作战条令》表述中，空间态势感知的地位有了明显提升，内涵也趋于成熟。进入21世纪后，随着美国对空间安全及态势感知理解的不断深入，其发展思路逐渐转变为以地基系统为基础，充分发展天基系统，并将天基系统的研发定为空间目标态势感知优先发展方向。

2006年6月18日，DARPA和美国空军利用德尔塔-2运载火箭将MiTEx空间飞行器送入GTO轨道，然后由上面级将2颗MiTEx卫星送入GEO轨道。进入地球静止轨道后进行了轨道机动和相互观测试验，开展了自主运行、机动和位置保持实验，验证了静止轨道微小卫星相关技术。

2014年7月28日，美国空军的首批两颗GSSAP卫星从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场发射入轨，并于2015年9月结束测试，具备初始运行能力。2016年8月19日，美军成功发射第二批两颗GSSAP卫星（GSSAP-3/4），与2014年发射GSSAP-1/2完成四星星座组网，进一步提升美国对GEO卫星的持续监视与抵近侦察能力。

2018年4月14日，首个采用ESPAStar平台的卫星，ESPA增强地球静止轨道实验室试验（EAGLE）成功发射。EAGLE共载有5个载荷，包括1个可分离卫星和4个搭载载荷。发射入轨后，MyCroft卫星对EAGLE开展轨抵近与检查试验。根据美军公开的数据，同年5月中旬，MyCroft卫星运行在距地面38992km高的坟墓轨道上，证实其已在坟墓轨道开展相关试验。这表明美军已经把巡视能力扩展到坟墓轨道。

2019年2月22日，太空监视小卫星系统（S5）由美劳拉公司LS-1300卫星平台上的有效载荷在轨交付系统在轨释放，部署在略高于坟墓轨道的高度上，开展高轨监视星座技术试验。S5卫星搭乘太空探索技术公司的猎鹰-9运载火箭发射升空。S5卫星搭载在印度尼西亚太平洋卫星PSN-6通信卫星上，在PSN-6最终到达定位点前释放，随后开展GEO轨道太空目标监视试验。

截止2020年，美国高轨领域态势感知项目实施情况有：微卫星技术试验（MiTEx）卫星、地球同步轨道空间态势感知计划（GSSAP）、局部空间自主导航与制导试验卫星（ANGELS）、ESPAStar平台、太空监视小卫星系统（S5）。

当地时间2023年9月10日，美国“天军”使用“宇宙神-5”大型运载火箭将一颗名为“沉默巴克”的卫星送入太空，任务代号NROL-107。该卫星是一种高轨道太空态势感知卫星，主要用于监视别国的卫星，目的是提高太空态势感知能力。

日本

日本加快了太空军事布局，大力发展太空军事能力。日本政府2018年制定的《防卫计划大纲》中提到的太空、网络等新领域增加投入，其中506亿日元（约合人民币25亿元）用于组建“宇宙作战部队”及购买监视宇宙空间的卫星设备等，256亿日元（约合人民币12.8亿元）用于陆海空联合网络防卫队人员相关费用及相关设备购置。

2020年5月，日本防卫省在航空自卫队位于东京都的府中基地和山口县的防府北基地，分别成立第1、第2“宇宙作战队”，每支作战队约20人，主要承担研究性质的任务。2022年3月，日本防卫省依托两支“宇宙作战队”，组建“宇宙作战群”，指挥所设在府中基地内，初始兵力约70人。经过一年多的发展，预计作战人员已扩充至百人左右规模，计划在2023年开始运转。

日本政府开始研究在拟于2030年代发射的新一代通信卫星上增加监视功能。从2024年开始，日本将着手开发搭载于卫星上的小型监视设备。

俄罗斯（前苏联）

在冷战期间，为了实时掌握太空中的情况和防备美国弹道导弹的突然袭击，在1963年初，苏联就提出要建立一套太空监视网络，以对在轨卫星进行探测、识别和跟踪，并将具体情况详细记录备案。1972年，苏联“太空监视中心”具备初始作战能力，该中心隶属于苏联防空军部队，由若干个能够为军方提供观测服务的民用天文观测台及8部“德涅斯特”远程预警雷达为其提供原始数据。该中心可以获得在轨物体的高度、方位角和倾斜角，以及径向速度，并能够对太空在轨物体进行编目。

后来随着美国太空能力增强，苏联又进一步升级了此类设备，如研发“树冠”雷达光学系统、“窗口”地基光电跟踪系统等。但是在苏联解体后，部分预警设备不再属于俄罗斯，一些项目也被搁置或退役，导致俄罗斯的太空监视能力大幅削弱。进入21世纪后，俄罗斯开始重新重视太空监视系统的发展，其太空态势感知能力也取得了长足进步。

在天基太空态势感知方面，俄罗斯虽未公开宣称部署此类装备，但是在该领域的技术储备却不可忽视。在2019年12月6日，俄罗斯进行了一项小型航天器与多功能标准太空平台分离实验，以测试新的太空技术，这是一颗监视卫星，不仅可以搜集本国卫星的信息，也可以用于监视他国卫星，因此，俄罗斯未来也有可能效仿美国发射专用的太空态势感知卫星，进一步提升太空感知能力。

欧盟

2021年6月，欧洲航天局启动预算高达148.8亿欧元的“欧盟太空计划”。2022年，欧盟发布“战略指南针”行动计划，将太空定义为战略领域之一。欧盟委员会关于构建独立的太空互联星座计划，也获得全体成员国的支持。根据新出台的《欧盟太空安全与防务战略》，欧盟将从多个方向着力加强太空防务能力建设，包括制定太空法、设立“信息共享和分析中心”、提升自主进入太空能力、建立和发展太空威胁响应机制等。此外，欧盟外交与安全政策高级代表将牵头制定欧盟层面的年度太空威胁分析报告。

2022年3月，丹麦与法国的相关公司获得欧洲国防基金资助，共同研发可监视识别太空和地球军事威胁的人工智能新技术。该技术是欧盟太空态势感知计划的一部分，旨在处理来自卫星和陆基传感器的海量数据流。

2023年，欧盟与北约签署的《欧盟-北约合作联合宣言》明确提出，要扩大和深化太空领域合作，将双方的伙伴关系提高到新的水平。同年9月，欧盟允许英国加入欧盟太空监视和跟踪计划，为其提供对地监视及太空态势感知服务。12月，欧盟理事会批准通过《欧盟太空安全与防务战略》。

相关事件

2020年2月，美国曾指责俄罗斯一颗编号为宇宙-2542的卫星靠近美国卫星（美国编号为USA-245，一颗秘密军用卫星，具体用途未公布）。美国航天司令部司令兼美国“天军”空间作战部长雷蒙德上将指责俄卫星“跟踪”美秘密军用卫星，威胁美太空资产安全。

2021年7月，美国一颗代号为USA-271的太空态势感知卫星，试图接近中国的实践-20卫星，但随后中国方面发现了USA-271卫星，并迅速地将实践-20卫星移走。

2022年8月，美国指责俄罗斯宇宙-2558卫星跟踪美国侦察卫星的举动，表示这是一种“极不负责的行为”，“将‘冷战’从地面带上了太空”。 宇宙-2558卫星靠近的是一颗美军代号USA-326的军用卫星，最近距离只有80千米。