周星驰的《功夫》中的那招“从天而降”的掌法天下无敌,没有任何人能抵挡!假如在近地轨道上有一个武器站,直接向地面发射武器,同样无法拦截,那么问题来了,为什么就没有人去建造呢?
海湾战争中美国的爱国者拦截伊拉克的飞毛腿导弹,让大家大开眼界!这世界上居然还有一种用导弹拦截导弹的方式。
伊拉克的飞毛腿导弹是前苏联出口的R-11导弹改进型,全长约11.25米,直径0.88米,以煤油和硝酸作为燃料的单级火箭发动机的战术弹道导弹,最大速度为5马赫,射程在180~300千米之间(出口型号)。
而爱国者则是一种地对空导弹(MIM-104),制造厂商为雷声公司,长度5.31米,直径250~410毫米,弹重月914千克(PAC-2),最大速度5马赫,作战距离160千米,最大射高30千米,弹头为近炸引信或者KKV(PAC-3)。
拦截的原理并不复杂,雷达系统发现目标后进入锁定状态,进入射程后发射爱国者导弹,雷达提供中段修正,进入爱国者导弹拦截弹携带的引导雷达范围后将自动锁定目标,计算拦截点,在接近目标过程中引爆弹头,以高速破片方式杀伤敌方导弹。
飞毛腿弹身都是被破片击中的小孔PAC-3是属于KKV(动能)弹头拦截,这种是雷达与光学等制导后直接撞击目标,其摧毁效果更好,精度更高,当然拦截弹的KKV弹头造价也更昂贵,不过早期都是破片杀伤,因此在海湾战争期间,拦截失的率极高,大约有85%都未拦截成功,尽管如此其结果仍然是非常震撼的。
KKV后来发展的末段拦截和中段拦截,比如美国的标准-3系列导弹,其原理是差不多的,只是KKV拦截可以在大气层外拦截中段飞行的弹道导弹,其摧毁区域远离目标上空,因此对于被保护者来说,中段拦截显然更有优势。
当其突破中段拦截进入弹道末端时同样也可以拦截,但已经距离目标上空,拦截时间短,弹头速度高,因此拦截成功率下降,而且末端拦截由于攻击区域难以预测,因此可能在弹着区域根本没有拦截弹的情况出现,因此中段拦截显然是最优选。
太空中的武器站为何无法拦截?
导弹导弹从起飞到命中目标,前后不过半个小时,早期预警雷达比如像美国的铺路爪等大约能在2000~3000千米外发现在太空中飞行的目标,然后进行目标识别,判断弹道,决定是否拦截。
中段是洲际导弹飞行过程中最长的时间段,中段一般是指导弹发动机熄火后(已经出了大气层)在太空中惯性飞行到再入大气层的一段时间,差不多有20分钟,因此从发现目标到发射拦截弹看起来确实可以从容不迫。
尽管如此其反应时间也很短,因为拦截弹需要从地面起飞,爬高再到中段弹道高度,至少也是几百千米,高的甚至可以高达上千千米甚至更高,这个有一个粗略的计算方法:
飞行时间 = 射程的平方根 x 14
最大飞行速度 = 射程的平方根 x 0.09
弹道顶点高度 = 射程 x 0.25
当导弹处在最远射程,并且遵守弹道(不对其进行滑翔等控制)飞行轨迹,那么几个简单的参数可以粗略计算,比如射程3000千米的某型导弹,其弹道最高约为750千米,如此高度,拦截弹需要很长时间才能爬高到这个位置,因此拦截点设置必定在比较低的高度。
因此在这有限的时间内要发现并识别目标、计算弹道发射拦截弹到命中目标,尽管时间看起来很充裕,但仍然非常紧张,一旦失的再也不会有第二次机会。
弹头重返大气层后由于其为弹道轨迹进入,其速度极高,而且弹头都是锥体,阻力很小,很快就会穿过大气层抵达目标,留给拦截系统反应的时间估计最多也就5分钟左右,这个时间段内拦截难度很大,而且即使拦截成功也有可能对目标区域产生影响。
拦截太空武器站发射的核弹:比末段拦截更难
太空中的武器站飞行速度至少也得在第一宇宙速度,而且弹头有两种方式进入大气层,一种减速进入,另一种是姿态控制后加速进入大气层,但即使减速进入,其速度也会高于弹道导弹再入速度。
因此从理论上来看留给拦截系统反应的时间更短,而且由于其速度更快,对末段拦截弹的速度提出了更高的要求,因此从这个角度考虑,从近地轨道的武器站上发射的导弹拦截非常困难。
对于拦截系统而言最怕的就是攻顶,因为来自头顶方向的弹头由于其飞行时间短、速度高、拦截弹根本来不及爬高,因此假如修正弹道,以大角度攻顶,那么基本是无法拦截的。
比较可行的就是激光拦截,这个反应速度极高,拦截命中率同样非常高,比较麻烦的问题是激光功率不够需要持续一定的照射时间,弹头采用旋转时就不好对付,需要比较长时间跟踪照射目标,因此也存在一定的困难。
曾经的太空武器站计划
冷战中美苏双方都曾提出过在太空部署核武器,尽管两者都未曾实际部署,但两国都进行了太空核武器试验,准备利用其HEMP效应(高空电磁脉冲,可以大规模破坏敌对国的电子设备),比如只需要在堪萨斯州上空约500千米处引爆一枚百万吨级的核弹即可影响整个美国大陆。
1962年7月,美国进行了海星Prime试验,在太平洋中部上空400公里引爆了一枚1.44吨当量的EMP炸弹,结果发现影响范围远比计算的要大;前苏联也于1962年在哈萨克斯坦上空进行了300千吨的核武器试验,同样发现影响极大。
不过两国最终都未能在太空部署核武器,而且在1966年,联合国和平利用外层空间委员会法律小组委员会审议了《外层空间条约》(全称为:关于各国探索和利用包括月球和其他天体的外层空间活动所应遵守原则的条约)。同年晚些时候,在联合国大会上达成协议。该条约包括了“各国不得将核武器或其他大规模杀伤性武器置于轨道或天体上,或以任何其他方式在外空部署;”,这样一条,因此在后来太空部署核武器这种事情基本就不再考虑。
尽管核武器被联合国禁止,但并没有禁止太空军事化,因此美苏两国仍在不遗余力发展常规武器,比如将高能粒子武器以及激光武器部署到近地轨道上,用于拦截敌方发射的导弹,另外陆基和空基反导也在继续发展,美国日前提出的停止陆基反导试验就是个忽悠人的噱头,因为他们已经试验完了就让大家停止试验?
轨道动能武器
这是在冷战时期提出的一个计划,其原理是在近地轨道上部署一个携带了大量惰性弹丸(大量符合最小空气阻力的钨棒),在攻击时用火箭助推进入攻击轨迹,直接以撞击的动能摧毁目标的计划。
其弹丸尺寸为直径30厘米、长6.1米、重量达到数吨的钨棒,部署高度为1000千米的近地轨道,攻击时穿过大气层,钨棒可以保证绝大部分的质量不被烧毁而撞击地面,末端速度可达4.16千米/秒,有人计算了其动能约为2.02吨TNT,威力相当不错,而且其穿甲能力超强,直接可以穿透厚厚的混凝土攻入数十米深的地下的地堡。
上世纪90年代美国就曾提出过上帝之杖(Rods From God)计划,基于的就是上文的原理,《特种部队2》中就有钨棒毁灭伦敦的画面,不过从理论上来看,即使钨棒彻底释放动能也不会产生类似的效果,并且钨棒很有可能是直接深入地下,根本就不会产生爆炸效应。
这个深入地下的结果很可能会降低威力甚至根本就耗散在了穿透地层这个无用功上,因此钨棒的效果除了穿透效应其他附带毁伤几乎就是零,上帝之杖的计划没有实施,也许有这个原因在内。
近地轨道武器站:现在已经不保险了
到目前为止,美俄中都已经有了非常成熟的反导武器与反卫星武器,假如在近地轨道上部署武器,那么首先就会成为众矢之的,然后结果就是在开战后很快被击毁!
等未来激光武器成熟后,这种轨道站简直就是一个活靶子,它只能欺负下没有任何太空防御手段的国家,冷战思维到现在已经不流行了。
有话要说...