1. 引言
2019年12月20日，美国太空军正式成立，太空军事化已成未来发展定势，并引发了新一轮国际太空军事化热潮。继美、俄等国之后，英、法、德、日、印等国也相继宣布成立太空军。自上世纪60年代以来，美军一直大力发展快速响应运载器，以确保战时拥有灵活的空间补网发射能力。2021年，美国宣称根据作战需要，可采取各种措施阻止他国航天器进入太空。为了应对这种太空作战构想，需要深入分析航天发射体系的脆弱性，主要包括其固有弱点和可能面临的各种威胁，提出推进航天发射体系建设的发展策略，确保未来能够为我方提供可靠的快速进入太空的能力。
2. 美国快速航天发射体系及反太空进入作战构想
上世纪60年代，美国最早提出了控制太空的战略思想，为此发展了“侦察兵”小火箭实施小卫星的快速发射。90年代初，又发展了“飞马座”空射火箭(如图1所示)等，可提供小卫星快速、机动发射能力。1999年的科索沃战争之后，基于先前数次作战的教训和经验，美国空军提出了《空军2025计划》，明确“航天运载器是美国空间优势核心能力的关键支柱，航天运载能力的损失将会对美国的空间优势造成毁灭性的影响”，并提出快速响应运载器发展计划。
一方面，美国大力发展快速航天发射能力 [1]。在“施里弗-2003”和“施里弗-2005”演习中，美军就开始探索“作战响应空间”(ORS)概念。2007年，美军正式提出ORS的概念，并大力发展“米诺陶”(如图2所示)等快响运载火箭和立方星、ORS小卫星，同时将德尔它、宇宙神等液体火箭也纳入到五级快响发射任务之中 [1]。美国在支持波音、洛克希德·马丁等公司发展新一代火神运载火箭、XS-1可重复使用运载器的同时，也大力扶持太空探索公司(SpaceX)、蓝源(Blue Origin)、维珍银河(Virgin Galactic)等一批商业航天发射企业，为美军提供快速、灵活、可靠、低成本的航天发射系统。2017年4月，美军举行了首次“太空旗”战术演习，航天发射力量参加了战术演习，标志着美军快速发射体系从战略发展转向实际战术运用。2017年5月，美国米切尔航空航天研究所发布了《引入“快速航天”：重新考虑太空进入》报告，提出“利用私营企业对轨道和亚轨道能力的投资，美军可通过太空领域扩展全球到达，以投送核心任务效能”、“美国已具备实现快速航天的条件”等建议，并明确提出发展快速航天发射能力是保障航天应用的关键。2020年8月，美太空军发布《太空力量》 [2]，提出“利用太空部队提升太空防御和投射能力，并与盟友展开合作”、“提升地面、太空和链路安全，以维护太空能力”，对航天发射系统、地面和链路支持系统等发展提出了需求。
Figure 1. Air-launched Pegasus launch vehicle
图1. 飞马座火箭空中发射
另一方面，美国也提出一些反太空进入作战构想。2021年1月，美国更新《太空防御战略》的3-14反太空作战条令明确规定 [3]，可对敌方的空间航天器、地面用于部署/发射和使用太空能力的陆基/海基/空基设备和资源、空间和地面的信息链路等实施攻击。可见，美军已将打击对手的航天发射系统、发射支持系统、指挥控制系统等列入打击目标，并实现阻止对手战时进入太空的能力。2021年3月，荷兰海牙战略研究中心发布《迈向太空战略安全——在新太空时代确保荷兰安全与繁荣的行动要点》报告 [4]，指出美国早在2017年就废弃了“太空应被视为全球公域”的太空领域国际规则，为其实施太空战破除约束；认为随着可重复使用运载器的发展和类似星链等大批小卫星的发射，导致空间异常拥挤，可能会无意或恶意摧毁他国卫星，进而破坏地面关键基础设施的运行。可见，星链等小卫星星座将是对手航天发射体系的一个重大威胁。2021年5月，美国安全政策中心智库新美国安全中心发布《道阻且长：美国新战争方式中的信息和指挥》报告 [5]，提出可适当攻击中俄敏感的信息和指挥系统。显然，攻击中俄航天发射体系可能是其中一个选项。
总的来说，美国一方面不断发展各类运载器，构建具有快速、灵活、可靠、低成本、弹性的快速航天发射体系，另一方面通过多种太空作战演习进行实战练兵，在提升地面、太空和链路安全的同时，采取干扰、对抗、攻击等方式阻止、降级对手进入太空能力，从而获取太空优势。
3. 航天发射体系的弱点
航天发射体系一般包括航天器、运载火箭、发射场设施、测发系统、测控系统、气象系统等，组成复杂，发射活动风险大、可靠性要求高，对发射系统、组织指挥和发射环境等要求严格，因此航天发射体系存在固有的弱点。
3.1. 装备和设施方面存在的弱点
一是由于航天发射活动的特殊性，一般不会预先存储大量运载火箭。运载火箭一般随着航天器发射需求、科学技术的飞速发展而不断调整技术状态，这会导致每次发射任务都需要较长时间的地面准备工作。
二是运载能力较强的液体火箭或中、大型固体火箭，其发射场区和发射工位固定，总装和测试厂房、发射塔架、加注间等设施设备体积大，难以隐蔽伪装，战时容易遭受敌方打击，实施防护比较困难。
三是运载火箭一般体积较大，生产和发射成本高，技术复杂度高，通常根据任务需求按计划生产，研制单位和发射场没有战备储备，而火箭、卫星的生产周期一般较长，难以满足快速发射需求。
四是小型固体火箭虽然可用于车载、船载、机载等机动发射，但是运载能力有限，一般只能发射几百公斤以下的低轨小卫星，难以满足战时对中大型卫星的中高轨发射需求。
3.2. 测试发射阶段存在的弱点
一是运载火箭和航天器的测试发射周期长。按照从组装、测试、转运到发射的流程，正常情况下需要2~3周、甚至更长的发射准备时间。采用相应等级战备火箭的发射除外。
二是运载火箭测试发射阶段易受干扰。在执行发射任务时，测量系统、遥测系统、安控系统、指挥通信系统等容易受到电磁干扰、网络入侵，导致火箭飞行异常，甚至被对手控制后实施自毁。
三是航天发射保障体系复杂。在运载火箭运输、组装、测试、转场、加注等过程中，任何一个保障环节失误，都有可能导致发射任务失败；厂房、设施、设备、特燃、特气、水、电、气象、警戒、测控、通信等保障缺一不可；需要火箭和卫星的研制部门以及测控、态势感知、信息支援、战场环境保障、地方政府和单位等的密切协同配合。
四是受到航天器轨道和工作特性的约束。对于光学侦察卫星和SAR成像侦察、GEO通信卫星和低轨侦察小卫星、载人航天器和不载人航天器等，由于不同航天器轨道和载荷特性不同，对发射窗口有不同要求，对发射安全性和可靠性也有不同要求。
五是对火箭残骸或返回式航天器的落点控制要求更高。战时任务紧，时间急，对火箭残骸落点区域的预先侦察可能难以考虑周全，如果残骸落到国外某些敏感地域，可能引起难以处理的意外情况。另外，当发射飞船与空间站对接时，或航天员面临仅仅情况需要应急返回地面时，如近期俄罗斯反卫试验空间碎片对空间站的威胁 [6]、以及美国SpaceX的星链卫星数次逼近我国空间站 [7]，由于这些事件都涉及到航天员的安全，发射和搜救都要求投入大量人力、物力、资源等。
3.3. 战时环境下生存能力存在不足
一是发射系统位置比较固定，数量少，容易遭受对手破坏和打击(对运载火箭、测试装配厂房、特燃特气的生产运输和加注、供水供电等)，且设施设备恢复周期长，影响重大。当然，采用车载、机载发射方式，机动性较强，可满足最低发射能力保障需求，但是只能满足小卫星发射需求。
二是运载火箭发射弹道相对固定，通常无机动能力，且体积相对一般战术导弹较大，助推器和一子级飞行速度相对较慢，容易被反导系统拦截。
三是发射任务受气象条件影响大。不仅需要发射场首区的地面和高空风速、电磁场、雷电、云雨等满足最低发射条件，航区气象条件也要满足测控设备工作要求。
四是大量小卫星星座的发射，导致低轨可能存在数万颗小卫星，这些小卫星对选择发射弹道、发射窗口的影响很大，而且引起发射碰撞的风险也大大增加 [8]。
3.4. 其他可用发射资源存在不足
战时民商或友好国家的发射资源可能难以得到利用。战时商业航天发射力量可能由于遭受一定人员伤亡、物资补充不到位等原因，导致发射支援能力丧失。相关国家因各种原因不能提供可用的发射服务。此类威胁危害为一般级，威胁手段可用性为成熟级。
4. 航天发射体系面临的威胁
既然航天发射体系是确保太空优势的关键支柱，那么在未来作战中必然会面临诸多威胁。我们提出，根据危胁的不同影响程度，将其分为重大、严重、一般、轻微等四级；类似地，根据目前威胁手段的可用性，将其分为概念、研制、试验、成熟等四级。如表1所示。
Table 1. Space launch system is confronted with some threats
表1. 航天发射体系面临的威胁
4.1. 干扰威胁
一是对卫星导航信号的干扰和欺骗。运载火箭一般会安装卫星导航装置，而卫星导航信号容易受到干扰、欺骗，可能会导致定位失效 [9]，图3所示为俄罗斯的卫星导航干扰机。当然，采用惯性和卫星导航的组合导航装置可以大幅提升抗干扰能力。此类威胁危害为一般级，威胁手段可用性为成熟级。
二是对遥测信号的干扰和欺骗。采用地面、空中和太空中各种通信干扰设备，对箭上的下传遥测信号进行干扰，导致地面遥测设备接收不到正常信号；或者通过伪造遥测信号，造成判读失误，被迫下令实施自毁。第一类威胁危害为一般级，威胁手段可用性为试验级；第二类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为概念级。
三是对安控信号的干扰和欺骗。当敌方破解火箭自毁的安控信号后，可向飞行中的火箭发射模拟的安全自毁控制信号。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为概念级。
四是对测试过程中的设备进行干扰。在运载火箭发射前的地面测试中，可以采用干扰机远程发射干扰信号，干扰无线测量系统的测试信号。此类威胁危害为轻微级，威胁手段可用性为成熟级。
五是对卫星通信系统的干扰。运载火箭发射需要众多单位和岗位协同参与，作为远距离通信保障的卫星通信系统容易受到干扰，可造成发射指挥通信链路的中断 [10]，图4所示为美国部署的CCS卫星通信干扰机。此类威胁危害为一般，威胁手段可用性为成熟可用。
Figure 3. Russian satellite navigation jammer
图3. 俄罗斯卫星导航干扰机
Figure 4. American CCS satellite communication jammer
图4. 美国CCS卫星通信干扰机
六是对测量船和中继卫星的攻击。尽管战时测量船一般不再执行出海测控任务，大多利用中继卫星实施天基测控，中继卫星作为重要太空资源，一旦受到干扰和攻击，将会影响发射任务的实施。此类威胁危害等级为一般，威胁手段可用性为成熟可用。
4.2. 破坏威胁
一是对发射场设施设备的破坏。发射场的主要设施设备一般都是单台(套)，特别是火箭和卫星测试系统、总装测试厂房、发射塔架、加注厂房、推进剂储存间、供配电系统等一旦遭到敌特破坏，短时间内难以修复，可造成发射能力完全丧失。此类威胁危害等级为重大，威胁手段可用性为成熟可用。
二是对火箭研制生产单位的破坏。火箭的研制周期比较长，且火箭研制单位容易遭受敌特破坏，直接导致火箭无法正常生产。此类威胁危害等级为重大，威胁手段可用性为成熟可用。
三是对交通运输线路的破坏。目前运载火箭一般都是在较远的厂家制造，然后通过铁路或运输船运往发射场，运输系统容易遭受破坏，或者运输道路容易遭受破坏。此类威胁危害等级为一般级，威胁手段可用性为成熟级。
四是对指挥通信链路的破坏。运载火箭发射采用远距离光纤作为主要指挥通信链路，但是光纤也容易遭到破坏，造成指挥链路的中断，从而影响发射任务。此类威胁危害为严重级，威胁手段可用性为成熟级。
五是对特燃特气生产的破坏。液体火箭所需要的煤油、液氢、氦气，以及传统的四氧化二氮、偏二甲肼等，发射场用量大，生产厂家和来源相对单一，一旦遭到破坏，无法保障任务实施。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为成熟级。
4.3. 攻击威胁
一是采用反导系统拦截飞行火箭。由于火箭目标大、初始飞行高度低且速度不够快，随着反导系统的发展成熟 [11]，战时可以采用反导系统从陆地、舰上对飞行火箭实施拦截，图5为美国部署的一种反导系统。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为试验级。
二是采用激光武器烧蚀飞行火箭。未来随着高能激光武器的发展成熟 [12]，可以通过强激光对飞行火箭的薄弱壳体及推进剂储箱等实施烧蚀，造成推进剂泄露从而引起着火爆炸，图6为美国的一种激光武器。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为研制级。
三是采用电磁炮武器攻击飞行火箭。未来随着电磁炮武器的发展成熟 [13]，可以使用电磁炮拦截飞行的火箭。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为研制级。
四是采用临近空间武器攻击飞行火箭。超高音速临近空间武器飞行速度快 [14]，可对航天发射体系的关键地面目标实施远程精确打击，瘫痪关键节点，导致无法实施任务。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为试验级。
五是采用空天飞机攻击飞行火箭。如图7所示，空天飞机以及灵活的在轨飞行和机动能力 [15]，可以通过预先调整轨道和姿态，发射太空攻击武器对飞行火箭实施攻击。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为试验级。
六是采用低轨小星星星座攻击飞行火箭。如图8所示，随着美国太空探索公司的星链等众多小卫星星座的发射，未来太空低轨道可能部署数万颗小卫星 [8]，通过战前宣布数百颗小卫星失控，战时可控制其对飞行火箭实施攻击。同时，这也会导致难以确定发射弹道安全性、发射窗口。此类威胁危害为重大级，威胁手段可用性为概念级。
七是对指挥控制系统实施网络攻击。网络攻击是未来作战的一种主要形态 [16]，通过网络攻击指挥控制网络、通信网络、关键网络节点，可以导致网络拥挤、甚至瘫痪，从而无法有效组织实施空间进出任务。此类威胁危害等级为严重级，威胁手段可用性为成熟级。
Figure 7. American X-37B aerospace plane
图7. 美国X-37B空天飞机
Figure 8. American starlink constellation
图8. 美国星链星座
4.4. 其他威胁
一是对关键软、硬件系统实施技术制裁 [17]。目前运载火箭设计研制中使用的一些系统软件是国外软件，且按年度缴费使用，一旦被停止更新使用或禁售，也可能会影响火箭的设计研制。一些运载火箭上仍采用了少量国外芯片，战时一旦相关芯片被禁售，如CPU、内存、FPGA、接口芯片等，而库存芯片又不足时，必将影响运载火箭的研制和生产。此类威胁危害等级为严重，威胁手段可用性为部分可用。
二是对空间站的威胁。空间站通常用于科研试验，必要时也可发挥一定军事作用。空间站一般是多个国家参与建设和应用，且空间站对补充物资及时性和人员往返安全性要求高，通常需要国际合作。战时如何在敌对情况下实施人道主义救援是必须考虑的问题。此类威胁危害为严重级，威胁手段可用性为概念级。
5. 航天发射体系的发展对策
为确保在未来中、高强度作战中维持一定或较好的太空任务支持能力，必须针对上述弱点和威胁，大力推动航天发射体系的建设和发展。
5.1. 转变发展思想观念
随着美国太空军事化的快速发展，以及有限太空战等交战规则的提出，未来太空战难以避免。为此需要转变航天发射体系发展思想观念。
一是要有紧迫的危机意识。从美国的太空作战规则和太空作战行动构想来看，不要对敌方抱有太多幻想，如发射场远离作战前线而不会被轰炸、历史上也没有发射场被轰炸的前例等。应该考虑如何提高中、高强度对抗条件下的航天发射体系的抗毁和生存能力，必要时应该实施核反击。
二是要采取快速迭代的发展策略。美国通过不断出台或更新各种航天政策和法规，不断提出新的军事需求，提供合同和资金支持，倡导并促进技术创新，有力推动了航天发射体系的快速发展。虽然一些政策法规不太完善，但是采用前瞻性规划和实践检验的快速迭代策略，能进一步完善相关政策法规，满足快速建设发展的需求。我国航天发射体系也需要采取快速迭代的发展策略。
三是要改变国营企业垄断的局面。目前我国航天事业发展迅速，空间站建设、载人登月、火星探测、嫦娥工程、北斗工程、低轨星座、各类卫星等发射任务繁重，国营航天企业一方面任务繁重，另一方面通过体制、资本、设备、技术、人才等方式挤压商业发射市场。一些部门以可控性、安全性等为由，阻止商业发射场的建设，这与美国商业航天发射的发展模式完全相反。另外，需要国家大力扶持私营航天发射企业的发展，通过创新形成良性竞争，促进航天发射体系的建设。
四是要明确建设目标。固体小火箭机动发射仅仅是航天发射体系的一小部分，是中、高强度太空对抗条件下的一种保底手段，还需要深入分析各类典型作战任务对航天发射能力的实际需求，明确建设目标，做好建设规划，分批分项逐步开展建设。
5.2. 建设多元弹性体系
一是确保发射模式多样化。需要发展陆基、海基、空基等多种发射方式，以及从太空轨道服务器释放小卫星的发射方式。陆基发射包括固定塔架、发射井、公路机动、铁路机动、集装箱式发射，海基发射包括海上移动平台、舰船、水下潜艇发射，空中飞机挂载、背驮、机腹内装等机载发射方式，以及空天飞机、空间飞行器在轨释放小卫星。如图9所示，我国的KZ-1A运载火箭可满足公路机动发射。如图10所示，我国的CZ-11运载火箭不仅满足公路机动发射，还可满足海上发射，未来有可能实现机载发射。
二是大力发展商业航天发射力量。当前世界新技术发展很快，引导商业发射公司大胆创新，大力推动新型液氧甲烷发动机、火箭基组合发动机、部分或完全可重复使用运载器、空天飞机等的发展，既可以带动商业航天的发展，也可以促进航天发射体系能力的提升。
三是争取获得友好国家的发射支持。战时我方的航天发射体系可能遭受对手干扰、破坏和打击，可能难以有效实施发射任务。如果能够借助第三方友好国家实施发射，可以较好地规避发射风险。
四是加强太空体系的作战对抗能力建设。通过加强对运载火箭及关键地面设施设备的试验鉴定，加强发射部队的演习演练，探索在实战条件下的各类发射任务应对环境变化、以及抗干扰、破坏、打击等能力，提高应对复杂作战环境的能力，确保能可靠、高效地实施发射任务。
五是加强战场环境体系的建设。可以在发射场周边建设多处简易发射塔架、待机阵地、发射阵地等，满足战时应急发射需要。
Figure 9. KZ-1A fast launching small satellites
图9. KZ-1A快速发射小卫星
六是发射大批低轨小卫星。通过中、大型运载火箭一次发射数十颗乃至上百颗小卫星，提高众多小卫星多个轨道面的部署能力，即可满足战时对大量侦察、通信等信息支援的需求，也可利用其威慑、阻止敌方实施反太空进入作战。
5.3. 加强防护力量建设
一是加强安全警戒力量建设。对于机动发射，需要加强安全警戒防卫工作，配备必要的无人机和枪支等，确保人员、装备、关键基础设施、交通等安全，防止敌特破坏和干扰。
二是加强伪装隐蔽设施设备建设。特别是要加强对待机阵地、发射阵地等的有效隐蔽和伪装，降低被对手发现和摧毁的概率，需要备用各种反光学、红外、雷达侦察的伪装网、烟幕弹。
三是明确提出要地防空需求。根据联合作战协同需求，向战区提出明确的要地防空需求，确保尽可能干扰、拦截敌方对发射场关键设施设备的远程精确打击。
四是明确提出网电防护需求。网电攻击会对指挥通信系统造成严重破坏，一方面要加强网络安全和监控建设，另一方面需要借助我方网电力量对敌方的网电系统实施反击。
5.4. 扩展反击手段方法
一是发展必要的反击手段。坚持发展动能、激光、电磁炮等武器系统，只有具有一定的威慑手段，才能达到以战止战的目的。
二是明确核作战红线。美军针对其太空系统的重要作用及其弱点，宣称如关键太空节点受到干扰或攻击后，就会发动核打击。同样，这也应是我方的一条红线。
三是增加火箭自身的防护功能。如可为火箭助推器或火箭子级增加控制系统并预留部分推进剂，这样虽然会降低运载能力，但是可以在飞行中充当拦截弹的假目标，甚至主动反击拦截弹，从而确保火箭主体的安全飞行。
5.5. 严抓部队演习演训
一是参照美军快速发射概念和实施策略，应该将各类运载火箭的发展进行统筹规划，统一纳入快速发射体系的建设和运用。同时，可参照美军斯里弗、太空旗等演习模式，加强部队实战化演训。
二是目前各类运载火箭尚未定型列装，发射任务仍基本遵照试验流程执行，指挥、操作、保障、协同等要求复杂，战时环境下这些条件难以得到全面、有效的保障，需要通过实战化演训探索作战条件下的快速发射模式。
三是目前大多数发射任务仍需要火箭研制单位的支持，包括发射弹道规划、发射诸元计算、残骸落点预估、测发控系统故障排除等，难以满足快速反应的实战需求，需要结合演训探索新型发射作战规划系统。
五是航天发射部队作为一支新型作战支持力量，需要通过演训检验其快速发射能力，解决在作战条令、训练大纲、装备列装、应急采购、组织协同、指挥决策、装备使用、机动保障、民商技术支持、安全防卫等方面可能存在的一系列问题，从而建立或完善相应的体制机制。
6. 小结
以史为鉴，好战必亡，忘战必危。随着美军太空军事化和太空作战力量的快速发展，以及美国针对对手采取限制、阻止、降级对手太空进入能力的系列措施，为确保我军战时具有较强的进入太空能力，能够为作战部队提供坚实、可靠的太空信息支援，必须针对航天发射体系存在的弱点和面临的威胁，根据实战需要采取针对性发展措施，大力推动航天发射体系的建设与发展。
基金项目
本文得到航天工程大学军事理论研究课题(2021005)支持。