美國智庫：如何實作高超音速飛彈防禦的空間和機載傳感器
CSIS的Masao Dahlgren就其報告【步入正軌：高超音速飛彈防禦的空間和機載傳感器】所作的簡短總結：
烏克蘭沖突清楚地表明，飛彈"是對手戰爭方式的基礎"。然而，未來的飛彈威脅會對現有的飛彈防禦系統造成越來越大的壓力，因為它們飛得更低、更快，而且飛行軌跡難以預測。最重要的是，它們很難被探測到。因此，要想擊敗它們，就需要在飛機或衛星上安裝高空傳感器，以便在一定距離內跟蹤它們。在美國國防部開始部署天基傳感器星座之際，【步入正軌】這篇專家報告解讀了其中涉及的設計權衡和需要避免的關鍵陷阱。作者利用先進的模擬工具，強調了衛星軌域多樣化、設計早期持續覆蓋星座以及保留射控能力傳感器要求的必要性。
主要結論
需要一個新的、更高的傳感器架構來探測、辨識和跟蹤各種機動飛彈威脅，並提供足夠的品質來支持飛彈防禦射控。這些威脅集高速、不可預測、非彈道彈道和大突襲規模於一身，對傳統防禦設計造成了壓力；
飛彈防禦和擊潰飛彈的未來，取決於這一架構的發展、特點和實戰時間表。我們無法防禦我們看不到的東西；
沒有完美的傳感器架構設計。設計高架傳感器架構是一項權衡利弊的工作。考慮到交易的多樣性，架構設計既是一門藝術，也是一門科學。這種藝術在具體設計中的套用，反映了各種制度和政策假設；
揭示這些權衡和假設，並將其明確化，可以幫助政策制定者、預算編制者和系統設計師，並為公眾有關飛彈跟蹤和飛彈防禦的討論提供更好的資訊。這正是本報告的目的所在。本報告並不提倡某種特定的體系結構，而是闡述了這些權衡，確定了未來體系結構的指導原則，並強調了應避免的誘惑；
沒有哪個軌域或領域是飛彈防禦傳感的最佳方法。低軌域（LEO）、中軌域（MEO）、地球同步軌域（GEO）和高橢圓軌域（HEO）在覆蓋範圍、進度、成本和彈性方面各有優勢；
在低地軌域增設空間傳感器是提高復原力的一種方法，前提是數量多、更換成本低。但這並不是唯一的方法。依賴單一的軌域機制或任何單一的恢復能力方法都會導致混亂。低地軌域星座可能會因區域或整個領域的影響而退化，包括電子攻擊、核或放射性手段以及有意產生的碎片；
因此，美國國防部最近更新了部署混合軌域飛彈跟蹤星座的計劃，這是提高復原力的可喜一步。傳感器架構應利用多軌域和多領域的獨特優勢和缺點，使對手的目標定位更加復雜；
傳感器架構的部署階段與其最終交付日期同樣重要。對軌域配置的選擇不僅會影響傳感器的最終覆蓋範圍，還會影響覆蓋範圍隨著時間的推移如何發展。純粹為提高覆蓋效率而最佳化的傳感器星座，在大部份元件部署完畢之前不一定會產生持續覆蓋。為了實作近期覆蓋，特別是與印度-太平洋和其他戰區相關的低緯度地區的覆蓋，政策制定者應關註傳感器的部署節奏，而不僅僅是最終產品--優美的部署以及優美的降級；
天基傳感器架構對全球飛彈跟蹤覆蓋很有必要，但是，機載傳感器的亞軌域底層可以改善點或區域覆蓋，對沖軌域傳感器的時間表或能力差距，並提高整個系統級的生存能力。機載傳感器提供獨特的探測模式，可支持不受軌域力學的可預測性和剛性限制的持續、局部覆蓋；
傳感器融合是進度風險的一個主要來源，但尚未得到充分重視。在開發傳感器融合軟體和基礎設施方面的延誤，在很大程度上導致了過去太空計劃的成本和進度超支。需要采取進一步措施，優先為更大的衛星群和多種傳感器型別開發指揮控制和融合演算法；
射控品質跟蹤必須成為新興高架傳感架構的基本要求。對射控跟蹤的技術要求是相對的，取決於飛彈防禦殺傷鏈中其他要素的效能。如果對軌跡數據的要求不那麽嚴格，就需要攔截器具有成本更高、能力更強的尋的器，或者具有更強的機動能力來彌補位置的不確定性。相反，更精確的傳感器數據既能提高現有系統的效能，又能簡化未來攔截器的設計要求。
紅外傳感器的效能，是目標特征與傳感器分辨率、靈敏度和視場的函式。寬視場和中視場傳感器都有望實作射控品質跟蹤。近年來，美國國會對射控傳感器的部署進行了審慎的審查和持續的努力，其中包括高超音速和彈道跟蹤空間傳感器（HBTSS），該傳感器計劃於 2026 年左右從飛彈防禦局轉移到太空部隊。無論傳感器的配置和型別如何，射控工作都必須跨越死亡之谷，進行大規模部署；
實作提升傳感器架構的許多技術和計劃都已就緒，但還需要一個規範的采購和系統工程機構來調整其眾多組成部份。決策者必須進行監督，以確保進度紀律、軌域和系統多樣性，並持續關註飛彈防禦射控要求；
獲取這種新的高架傳感器架構需要避免某些誘惑。這些誘惑包括：以犧牲進度和彈性為代價最佳化全球覆蓋效率，將資產整合到單一軌域系統中，以及放棄射控要求。
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高超音速飛彈防禦的空間和機載傳感器，已成為"我們對手戰爭方式的基礎，而飛彈防禦已成為綜合威懾和國家防禦的基礎"。建立新的高架傳感器架構，對未來的飛彈防禦事業同樣具有基礎意義。
在過去40年中，歷屆七屆總統政府都曾表示，至少在紙面上，支持部署一個空間傳感器層。這個傳感層不僅能提供飛彈預警，還能提供支持飛彈防禦任務所需的高品質跟蹤能力。迄今為止，還沒有任何一屆政府這樣做。現在，這種情況正在開始改變。在建立強大的空間傳感能力方面，我們已經取得了長足的進步。過去的願景從未像今天這樣接近實作。
太空發射、網路和傳感技術的突破，為實作強大的高架傳感器架構創造了機會。目前，整個美國國家安全機構都給予了極大的關註，並進行了相應的大量投資。最近對獲取增殖低地球軌域（pLEO）星座的重視，就是一個良好的開端。但是，要與近鄰抗衡還需要更多的努力。正如美國國防部助理部長約翰-普拉姆所強調的那樣，"復原力是一種永無止境的追求。"
為了實作強大的能力和任務保證，未來的傳感器架構必須在多個高度和領域內執行，優先考慮更快部署的設計，並為印度洋-太平洋地區提供更密集的緯度覆蓋。必要的政策、計劃和機構已經到位。現在需要的是監督、資源配置和系統工程授權，以使未來架構具有彈性、及時性和能力。未來的架構必須在軌域上多樣化，才能具有彈性。要做到及時，就必須在部署能力時著眼於優美的部署，並優先考慮低緯度覆蓋。
最後，它必須提供飛彈防禦或射控高品質跟蹤所需的高品質數據。有了這些，期待已久的高架傳感器架構終將實作。一旦實作，其用途將遠遠超出飛彈預警、飛彈防禦和飛彈擊落。這些資產所提供的指示、警告和內容，將在危機情況下為決策者帶來清晰的資訊，並更好地為戰場上的軍人提供資訊和保護。正如全球定位系統（GPS）的無數商業套用和國防支持計劃飛彈預警星座對野火探測的益處一樣，這些高空傳感器也將出現新的任務和用例。不過，高空傳感對防空和飛彈防禦的重要性已經顯而易見。隨著外來太空威脅的數量不斷增加，有可能會忽視下方看似小兒科的空中和飛彈威脅。盡管飛彈防禦任務的優先級可能會降低，但絕不能放棄對射控品質跟蹤的要求。它必須不偏離軌域。
Masao Dahlgren2023年12月18日戰略與國際研究中心
