美军太空演练新进展

导读

本文结合最新的Schriever Wargame演习、Global Sentinel演习、Space Flag演习与“Red Flag”演习,以及Drills of Earth’s Asteroid Defense Systems,对美军太空演练进行了调研梳理。可以得到,美军的太空演练主要基于战略层面与战术层面,致力于进一步完善其在太空作战领域的战略战术、转型建设、装备研发、作战运用等方面的战略与政策等。其中,Schriever Wargame演习以预测未来太空战场景为主线,着重于探索未来作战概念与规则、指挥控制以及武器发展等需求,并于2020年演习中首次与盟国共享高度机密的太空信息,构建太空作战联盟;Global Sentinel演习近年来更加注重基于现实世界的高逼真建模与仿真演示训练,以进一步提升美军与其盟友国的联合太空态势感知能力;Space Flag演习注重于从战略层面推演延伸到战役、战术层面,并在持续拓展各兵种联合以及与盟国的多域联合作战能力,以进一步推动太空实战化进程;“Red Flag”演习开始融入太空与网络部队,拓展美军的空中作战范围与全域作战能力;Drills of Earth’s Asteroid Defense Systems则将为美军进一步探索改变太空目标轨道以及利用核爆炸摧毁太空目标的技术提供借鉴。

Schriever Wargame 2020演习

“施里弗”(Schriever Wargame)演习是以太空作战为中心的计算机模拟演习,以主要战略对手为假想敌,基于强大的武器、通信、指挥以及保障系统以兵棋推演的方式进行,旨在将太空作战能力融入到陆、海、空、网等领域或联合军事训练中,验证其参与作战的模式与效能,并提出作战新概念与交战规则、指挥控制、装备与技术的需求与发展等,全面评估作战效能。
该系列演习以预测未来大规模战争场景为主线,通常将演习场景设定于十年之后,并通过所预判的太空对抗技术的发展,围绕敌对双方可能采用的战术与技术进行讨论与验证,每一次演习的结论对于美国决策层制定与调整太空政策与战略,建设太空力量具有重要意义。其主要特点如下所示。

该系列演习始于2001年,由美空军太空司令部负责,早期每两年举行一次,自2014年起每年举行一次,每年的演习通常历时5天~20余天,主题均有所不同。
其中,
  • 2015年与2016年的演习,以美国太空和网络势均力敌的对手为假想敌,重点演练太空对空中力量的网络干扰、信息攻击与电子战;
  • 自2017年、2018年以来的演习更加侧重于应对全谱系威胁背景下的太空弹性、太空威慑、太空作战、多域指挥与作战能力的建立。
作为第14次“施里弗演习”的2020年演习的最大亮点则在于美军首次与盟国共享高度机密的太空信息,以实现联盟间战略信息的有效交互,提升以美国为首的联盟的太空能力为主要演练目标,并进一步将强化太空与网络空间的规划、威慑以及跨域协同作为演习重点。
在此将“施里弗 2020”与2018年以来的其他历次演习情况进行了调研整理,以进一步梳理得到“施里弗”演习的特点与趋势演进。

 

图表:2018年以来的“施里弗”系列演习

时间 2018年10月11~19日 2019年9月4日 2020年11月3~4日
地点 麦克斯韦空军基地 马克斯韦尔空军基地
参演机构/人员 美国空军航天司令部、NASA等27家机构,与英、法、日等7国,共计350人 美空军太空、陆军太空与导弹防御、海军舰队网络等27个司令部/机构,澳、加、英与新,约350人 美国、英国、新西兰、加拿大、澳大利亚、法国、德国、日本8个国家,约200余人
演习想定 2028年美军印太司令部辖区内某大国,利用太空与赛博空间力量攻击美国军用、民用太空系统,冲突逐步扩展到全球 以2029年寻求利用多域操作实现战略目标的某个势均力敌的对手为作战目标 针对所谓的中俄太空威胁活动
主要内容 探索综合指挥与控制框架,太空与赛博空间在多域冲突中的战略、战术运用,支持全球及区域作战;利用军、民、商、盟友遂行一体化太空与赛博作战。 探讨在多域环境下的全频谱威胁下,加强各太空机构与各军种的联合作战,以实现不同级别、类别机构的无缝整合太空作战能力。 探讨如何通过协调与整合战略信息相互传输获取并保持战略优势,利用战地信息利用与收集系统,通过虚拟形式验证探讨结论,助力于提升联合太空能力路线图的制定。

资料来源:调研整理

由上表可以看出,“施里弗”演习将太空作为假定战场,主要围绕太空态势感知、太空力量增强、太空支援、太空控制以及太空力量运用五大任务领域展开。“施里弗2019”演习提出了一种全新的作战概念,即集成传统的陆战、海战、空战、太空战、网络攻击等多领域作战行动,这不仅将涉及到各个军种的训练,还将涉及到装备体系等的重建,也必将使得美军大力推进国防空间体系架构的构建,对外太空与地面提出新型装备需求,并在演习中进行相关验证。因此,美军近年来重点研发的陆基中段导弹、标准3导弹、X-37B、高超音速滑翔导弹等新型武器平台与装备很可能已经在演习中进行了验证。

国防空间体系架构

此外,2019年10月27日,美国空军X-37B空天飞机在轨飞行780天后重返地球,完成第5次超长时间的秘密任务,而X-37B这一在轨飞行周期恰巧与2019年“施里弗”的演习时间存在重合时间点。尽管美军并未透露X-37B是否参与该次演习,但根据二者契合的时间节点推测,X-37B很有可能在该次演习中有所参与,不排除美军在演习中利用该空天飞机进行了系列重大攻防作战任务等的相关探索。
综上可知,近年来的“施里弗”演习已然更加注重基于美军各军种指挥部、美国与盟国情报机构联,融合太空力量与陆、海、空、网、电各领域作战能力,利用不同领域作战力量的结合,提高战争效率,提升不同领域间的协作与促进关系。
未来“施里弗”演习必将进一步推动美军太空与地面装备的创新,并将继续沿着融合陆、海、空、太空与网络部队的优势,提升多域环境全谱威胁下的作战能力,将是美军提升太空作战能力,实现全球一体化作战的重点演练之一。

“Global Sentinel 2019”演习

“全球哨兵”(Global Sentinel)演习启动于2014年,致力于战术层面演练,通常在弗吉尼亚州萨福克的洛克西德•马丁中心举行,主要通过“桌面太空态势感知推演”的方式加强美国与盟友之间的联合太空态势感知(SSA)能力。历次演习中,各参与国均设立了空间作战中心,以指挥和控制其本国的太空态势感知装备,而美军则在不断加强其与盟友国在太空领域的战术级一体化指挥与控制能力,以进一步实现太空合作。
尤其在2019年的演习中,不仅参演国由10个增加到16个,美军也更加注重利用识别工具与数据共享,增强空间感知能力和识别、表征与跟踪轨道上的威胁的能力,加强基于现实世界的高逼真建模与仿真演示训练,以进一步提升美军与其盟友国的联合太空态势感知能力。
在此将“全球哨兵 2019”以及2017年以来的其他历次演习情况进行整理,以进一步揭示“全球哨兵”演习的特点与趋势演进。

 

图表:近年来“全球哨兵”历次演习

时间,地点 参演国家 主要内容
2017年9月20~29日 美国、澳大利亚、加拿大、法国、德国、意大利、日本、英国,西班牙与韩国为观察员,以及商业实体联盟 测试“联合太空作战中心”(FedSpOC)的一体化指挥与控制能力,并利用其为跨国太空合作提供信息,改善太空态势感知。
2018年9月19日至28日 美国、澳大利亚、加拿大、法国、德国、意大利、日本、韩国、西班牙、英国和商业实体 针对空间态势综合态势感知训练,以提高卫星跟踪信息的质量与可用性。
2019年10月2日~9月23至27日 美国与澳大利亚、加拿大、法国、德国、意大利、日本、韩国、西班牙及英国参演,巴西、荷兰、挪威、波兰、罗马尼亚与泰国作为观察员 开展和评估现实世界的实地实验,并提供建模与仿真演示,通过识别工具与数据共享,加强对空间环境的认识,促进太空安全与国际合作。

资料来源:调研整理

由上表可以看出,“全球哨兵”系列演习的参演国家日愈增多,并自2018年起致力于运用具备战术级协调与战役级分析能力的FedSpOC,利用模拟的国家及行业领导,与其他各国加强战略联系。

“全球哨兵”2019

据称,美国已经与澳、英、法、日等19个国家,欧洲航天局等以及70余个商业公司签订了太空态势感知数据共享协议,致力于利用盟友与商业公司的力量提升自身的太空战能力。
总之,“全球哨兵”演习的持续开展已然证明了美国等国对于改善太空态势感知能力的迫切需求与重视程度,并将进一步推进美国及其盟国在太空领域开展战术级一体化指挥与控制的进程。

“Space Flag 2020”演习

“太空旗帜”系列(Space Flag)演习始于2017年4月,借鉴空军“红旗”演习,致力于将分布于不同地域、作战环境中的太空作战力量进行模拟合成,开展战役、战术层面的演练。自2018年10月1日起,“太空旗帜”增加到每年三次。“太空旗帜”演习的参与人员通常包括蓝方、红方与白方,均具有不同的任务集。其中,
  • 蓝方模拟作战人员在每期所设定的不同的空间威胁下获取并保持优势;
  • 红方在独立的房间模拟敌方,并对蓝方行动作出反应,以模拟现实中太空域存在的挑战;
  • 白方人员通常来自国家侦察局、国家太空防御中心和联盟太空作战中心等,负责演习规划、指导、技术支持以及演习控制等,提供关键的演习任务规划意见。
“太空旗帜 2020”演习进一步融入空间域态势感知、空间电子战、导弹预警、卫星通信技术,开展太空防御演练。在此将“太空旗帜 2020”以及近几年所能调研到的其他历次演习情况进行了调研整理,以揭示“太空旗帜”演习的特点与发展趋势所在。

 

图表:“太空旗帜”演习

时间 参演力量 主要内容
2018年12月 蓝军由空军太空司令部第50、第460太空联队组成,红方包括施里弗空军基地空战司令部的第27与第26太空进攻中队 在竞争、行动受限的环境中,应对卫星干扰、反卫星导弹,取得并保持太空优势;加强协同作战,保护太空资产。
2019年4月 第21、第50、第460和第310太空联队的现役和预备空军,空军国民警卫队,海、陆军,国家侦察局、国家太空防御中心和联盟太空作战中心 在空间目标识别、反卫星武器、轨道威胁、地面干扰和定向能武器等空间威胁下获取与保持空间优势。
2019年8月12~16日 首次有澳大利亚、加拿大、英国联盟伙伴加入 继续扩大各兵种联合以及与联盟伙伴的合作,实现多域联合联盟,开发新型太空防御战术。
2019年12月9~20日 第21、50、460和310太空联队的现役和预备役空军人员,以及空战司令部、陆军、海军和国家侦察办公室
2020年8月10~21日 2020年7月临时成立的太空训练和准备航天团的空间域态势感知、空间电子战、导弹预警、卫星通信部门,第527与26太空中队 在轨道上移动空间资产以应对威胁等。

资料来源:调研整理

由上表可知,“太空旗帜”最近几年内的系列演习呈现出如下特点与发展趋势:
  • 规模在不断扩大,并向多军种、多兵种,以及联盟国加入的方向发展,由早期主要由太空联队/中队参演,逐步发展为高级太空作战人员、海、陆、空军国民警卫队、国家侦察局等,以及澳大利亚、加拿大以及英国等联盟伙伴也加入演习;
  • 为备战各种形式的冲突,太空作战人员被赋予一系列动态场景,进行了全方位多角度的训练,蓝方作战人员被赋予一致的基本任务使得各军种能够无缝过渡,高级太空作战人员还在整个演习过程中就如何改进威胁响应向作战人员提供咨询意见;
  • 演习中假定的作战环境也越来越复杂,将空间目标识别、反卫星武器、轨道威胁、地面干扰和定向能武器等空间威胁涵盖其中,以进一步加强美军实现多域联合联盟,开发新型太空防御战术,获取和保持太空优势的作战能力。
此外,据称美空军计划于2021年在位于新墨西哥州普拉亚斯市的信息战训练基地举行“太空旗帜”演习,并将首次以信息战为重点,提供实战训练设施服务,包括实弹射击和实弹飞行,以改进信息战战术,提高美军网络电子战和电磁频谱能力。
总之,“太空旗”演习愈发重视多种兵力、多国之间的联合作战,更加注重基于空间态势感知、空间电子战、导弹预警、卫星通信等的太空攻防作战的战术层次。相较于“施里弗”太空战演习,“太空旗”主要聚焦于战役与战术层面的演练,更注重于从战略层面推演延伸到战役、战术层面的演练,以实现太空实战化训练,高保真的模拟与仿真是该系列演习的根本所在。

“Red Flag”演习

“红旗”(Red Flag)演习是美军的对抗实战型演习,训练环境极其接近于真实战况,参演机型几乎涵盖所有现役机型。尤其2020年以来最新的两次演习进一步融入太空与网络部队,并进行了空、地与网络空间的作战演习。

 

图表:涉及太空作战演练的“红旗”演习

时间 2020年3月 2021年1月25日~2月12日
参演力量 美空军、太空部队及其他军种与多国部队,共计数百名空、天、赛博人员与近百架飞机 第527、26太空中队与海、陆、海军陆战队,A-10攻击机,F-15E、F-16、F-22、F-35战斗机,B-1B、B-2轰炸机
演习内容 通过实兵、虚拟和构造仿真,开展空中、太空和赛博的一体化作战演习与训练 聚焦大国竞争,强调联合全域作战中的太空训练,包括太空电子战能力
演习结果 太空单元处理了82个定位、导航与授时(PNT)请求以支持人员救援与动态目标计划活动;对79个导弹警报和196个红外/电子情报请求做出响应;共策划了279种非动能打击方案,执行了267种 设置了27个不同的攻防场景,太空中队从GPS电子攻击、卫星通信电子攻击和反卫星攻击威胁模拟了美国现代对手如何利用太空武器,降低美国战斗部队的空中优势

资料来源:调研整理

由上表可知,“红旗”的最新演习中均加入了太空作战单元,并致力于通过实兵、虚拟和构造仿真,开展空中、太空和赛博的一体化作战演习和训练;将天基攻防能力融入现代化空战训练之中,并开展模拟星载威胁下的海、陆、空以及海军陆战队的联合全域太空训练。
由此推断,未来的“红旗”演习将更加注重太空部队的天基攻防能力、海军的电磁作战能力、陆军的作战指挥控制能力以及海军陆战队的战术指挥控制能力的整合,拓展美军的空中作战范围与全域作战能力,提升其在大国竞争中的优势。

Drills of Earth’s Asteroid Defense Systems

小行星存在潜在碰撞地球的危险,美军已经不局限于采取地面人防工程和躲避等被动方式进行小规模碰撞的防御,而是利用先进的科技进行主动防御,并于2019年5月在美国马里兰州召开的第六届行星防御会议上进行了一场小行星防御桌面演习(Drills of Earth’s Asteroid Defense Systems),该演习是美国白宫历时两年制定并于2018年6月发布的国家近地天体防御战略与行动计划的一部分,历时五天。
演习中,由美国国家航空航天局(NASA)的喷气推进实验室(JPL)虚构了一颗可能撞击地球的代号为2019PDC的小行星,由来自NASA、美国联邦应急管理局(FEMA)、欧洲航天局等机构的专家团队讨论小行星侦察与偏转任务的潜在准备工作,以及减轻潜在影响的技术,应对小行星威胁。
演习中每天均对小行星与地球碰撞的情况进行更新假定,在此将四个不同假定时间与场景下的相关情况进行梳理,如下表所示。

 

图表:小行星撞击假定时间与场景

假定时间 撞击场景预判与应对策略
2019年7月 基于世界各地观测值判断2019PDC在2027年4月29日与地球碰撞的几率为1/10;基于天基红外观测,估算小行星的直径约140~260米,撞击后可能释放100~800兆吨的能量,可摧毁一个大区域,但不足以引起全球灾难。
2021年12月30日 预判小行星将于2027年4月29日在科罗拉多州丹佛市外撞击地球;NASA计划在2022年春季发射两艘宇宙飞船,与2019PDC会合,以了解更多信息,同时与其他国际伙伴发射多个动能撞击器,共发射六次,实现在2024年8月下旬与2019PDC发生碰撞,以使小行星偏离撞击地球的轨道。
2024年9月 动力撞击器与2019PDC发生碰撞,但一个直径约50~80米的碎块脱落,并可能于2027年4月29日撞击美国东部或大西洋某处,同时在轨观测航天器也在动力撞击过程中丢失,因此持续进行地面观测,以了解更多关于这颗小行星及其将撞击地球的确切位置。
2027年4月19日(预判撞击时间十天前) 2019PDC将于2027年4月29日以19公里/秒的速度进入地球大气层,形成火球陨石,预计会在空中爆炸中释放出5~20兆吨的能量,并将向纽约市前进。

资料来源:调研整理

由上表可知,整个演习假定专家团队拥有八年时间将小行星阻止于其与地球的碰撞路线之上,一旦发现小行星在碰撞路线上,则会采用动力撞击器实现小行星的偏转,而在撞击之后,2019PDC小行星被撞碎,当碎块再次飞向地球时,在无法执行将其“核爆”摧毁的应急方案的情况下,专家团队转而着手评估撞击结果,制定疏散方案。
截至2019年5月,NASA已经参加了六次近地天体撞击演习,其中三次分别于2013年、2015年与2017年的行星防御会议上进行,另外三次与FEMA共同开展,并且国防部与包括州政府在内的其他几个联邦机构均有参加,每次演习都基于上一次演习的经验教训进行。该次演习是其中之一,据称NASA与FEMA还将继续与美国政府机构和国际合作伙伴进行定期演习,并将重点置于以下几个方面:
  • 开展有关小行星将在何时、何地,如何受到影响,以及可能发生的损害的类型和程度等细节问题的研究;
  • 将继续发展能力,根据可以观察到的小行星的位置、轨道运动和特征,更精确地预判可能的撞击地点与影响,以便在应对真正的小行星撞击威胁时进行最准确的预测。
国家近地天体防御战略与行动计划主要就十年内针对近地天体的探测与跟踪能力,对其造成威胁的建模预测能力,以及破坏近地天体的技术等展开研究,该次演习是该战略规划的一部分。而小卫星等近地天体作为太空目标之一,利用动力撞击器改变其轨道,或利用核爆进行摧毁的相关技术与反卫星、外太空反导等太空军事技术具有异曲同工之处。

由此推断,美军针对近地天体威胁的主动防御技术所开展的演练,一方面是通过模拟小行星撞击地球的影响情景,并探索减灾的最佳行动方案;另一方面不排除美军意图通过该类演习进一步探索改变太空目标轨道以及利用核爆炸摧毁太空目标的技术,提升对其他各国的太空力量的作战能力。
小结:美军太空作战演习聚焦于战略与战术层面,针对不同侧重点展开演练,以进一步推动美军太空作战概念的构建、指挥控制的优化、武器装备的创新与能力建设以及联合的强化等。一方面加强美海、陆、空、天、电、网作战力量融合演练,提升多域环境全谱威胁下作战能力;另一方面正逐步将北约、北美、大洋洲的相关盟国纳入其太空作战体系之中,并逐步通过共享高度机密的太空信息等,提升其与盟友在太空作战域的战术级一体化指挥与控制能力等,通过推演未来大国间可能发生的太空战,进一步建立太空作战联盟,占据太空作战优势。未来,美军的太空训练演习必将更加聚焦于高端对手,更加注重基础条件建设,更加强调部队与盟国的联合参与,以实现战术层面的太空攻防作战。

主要参考文献
1 USSTRATCOM Hosts Fifth Space Experiment with International Partners.2018.
2 US Air Force Begins 2019 Space Wargame.2019.
3 USSPACECOM hosts 6th space experiment with 16 international partners.2019.
4 NASA,FEMA,International Partners Plan Asteroid Impact Exercise.2019.
5 CSAF pays visit to Space Flag:Participants increase warfighter capabilities.2019.
6 Space-superiority exercise,Space Flag,concluded successfully on U.S. Space Force birthday.2020.
7 Space Flag,the premier exercise for training space forces, successfully concludes for the first time under STAR Delta Provisional.2020.
8 The boom is back: Nellis Air Force Base conducting Red Flag exercises.2020.
9 Schriever Wargame: Critical space event concludes.2020.
10 Call sign ‘Vader-1’-US Space aggressors prepare American combat pilots for a new era of extraterrestrial warfare.2021.
11 Red Flag 21-1 Kicked Off This Year’s Training Exercises Focusing On “Great Power Competition”.2021.
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