前言:下一代“過頂持續(xù)紅外”系統(tǒng)(Next-Gen OPIR)是美國(guó)繼“國(guó)防支援計(jì)劃”(DSP)衛(wèi)星系統(tǒng)和“天基紅外系統(tǒng)”(SBIRS)之后規(guī)劃的新一代高軌預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)將在未來接替SBIRS系統(tǒng),為美國(guó)提供天基全球?qū)楊A(yù)警能力。
系統(tǒng)概況
美軍認(rèn)為,面對(duì)俄羅斯、印度等國(guó)家不斷發(fā)展和部署的彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、高超聲速武器等對(duì)其本土構(gòu)成了威脅,以及激光武器、微波武器、動(dòng)能反衛(wèi)星武器等對(duì)其太空資產(chǎn)構(gòu)成了威脅的情況。未來的天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有彈性能力和更強(qiáng)的生存能力。2018年,美國(guó)空軍宣布取消采購(gòu)SBIRS-GEO-7/8衛(wèi)星的計(jì)劃,將這些資金配置給Next-Gen OPIR系統(tǒng)。
美國(guó)太空部隊(duì)(USSF)太空系統(tǒng)司令部(SSC)的Next-Gen OPIR項(xiàng)目辦公室負(fù)責(zé)確保太空和地面部分協(xié)同工作,其任務(wù)是協(xié)調(diào)主承包商和分包商,以開發(fā)空間和地面部分的傳感器、軟件和電子設(shè)備等。
Next-Gen OPIR計(jì)劃分為Block 0和Block 1兩個(gè)階段部署。
l Block 0設(shè)計(jì)為3顆地球同步軌道衛(wèi)星(覆蓋中緯度地區(qū))和2顆極地軌道衛(wèi)星(覆蓋高緯度地區(qū))組網(wǎng)運(yùn)行。美國(guó)太空部隊(duì)計(jì)劃2025年發(fā)射首顆GEO衛(wèi)星,2028年發(fā)射首顆極地軌道衛(wèi)星,最終在2029年前完成5星組網(wǎng)。為此,美國(guó)太空部隊(duì)預(yù)計(jì)到2025年將在Next-Gen OPIR項(xiàng)目上花費(fèi)144億美元。
l Block 1將于2026年開始研制,可能增加2顆GEO衛(wèi)星,具體方案和技術(shù)要求并未確定。
項(xiàng)目承包情況
地球同步軌道衛(wèi)星
Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星的主承包商是洛克希德·馬丁公司(簡(jiǎn)稱洛馬)。2018年8月,洛馬公司獲得原太空和導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(現(xiàn)太空系統(tǒng)司令部)授予的一份價(jià)值29億美元的合同,用于開發(fā)3顆Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星。2021年1月,洛馬公司再次獲得49億美元的Next-Gen OPIR項(xiàng)目變更合同,用于支持3顆GEO衛(wèi)星的制造、裝配、集成、測(cè)試和交付,以及地面系統(tǒng)和傳感器處理軟件的開發(fā)。
極地軌道衛(wèi)星
Next-Gen OPIR系統(tǒng)極地軌道衛(wèi)星的主承包商是諾斯羅普·格魯曼公司(簡(jiǎn)稱諾格)。2018年8月,諾格公司獲得了一份價(jià)值4700萬美元的合同,開始設(shè)計(jì)極地衛(wèi)星。2020年5月,美國(guó)太空部隊(duì)授予諾格公司一份價(jià)值23.7億美元的第一階段合同,用于開發(fā)兩顆極地軌道衛(wèi)星。
諾格公司Next-Gen OPIR極地衛(wèi)星渲染圖
地面系統(tǒng)
美國(guó)太空部隊(duì)預(yù)計(jì)將花費(fèi)20億美元用于建設(shè)“未來作戰(zhàn)彈性地面演進(jìn)”(FORGE)平臺(tái),該項(xiàng)目旨在將天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)的封閉式軟件架構(gòu)更換為開放的系統(tǒng)平臺(tái),并重點(diǎn)開發(fā)Next-Gen OPIR衛(wèi)星的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。2020年1月28日,美國(guó)雷神技術(shù)公司宣布,該公司獲得了美國(guó)空軍價(jià)值1.97億美元的合同,用于設(shè)計(jì)FORGE平臺(tái),以收集和處理來自SBIRS系統(tǒng)和Next Gen OPIR系統(tǒng)的任務(wù)數(shù)據(jù)。
寬視場(chǎng)(WFOV)衛(wèi)星
2020年4月6日,L3哈里斯技術(shù)公司獲得美國(guó)太空部隊(duì)一項(xiàng)930萬美元的合同,用于研發(fā)和建造WFOV衛(wèi)星。
項(xiàng)目進(jìn)展
地球同步軌道衛(wèi)星
諾斯羅普·格魯曼/鮑爾航空航天團(tuán)隊(duì)將為一顆Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星提供有效載荷,該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃于2023年向洛馬公司交付有效載荷,以支持太空部隊(duì)2025年的發(fā)射任務(wù)。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的有效載荷已于2020年6月24日通過了美國(guó)太空部隊(duì)的初步設(shè)計(jì)審查(PDR),并于2021年8月5日通過了關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查(CDR)。2021年11月,該團(tuán)隊(duì)完成了有效載荷生產(chǎn)周期中的三輪測(cè)試,包括環(huán)境功能測(cè)試、熱真空測(cè)試和聲學(xué)測(cè)試。
雷神技術(shù)公司將為兩顆Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星提供有效載荷,2021年8月17日,雷神技術(shù)公司完成了GEO衛(wèi)星有效載荷的關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查。2022年1月27日,該公司完成了GEO衛(wèi)星有效載荷的熱真空測(cè)試。
上述公司和團(tuán)隊(duì)的開發(fā)的有效載荷最終將集成到洛馬公司的LM2100衛(wèi)星平臺(tái)上,目前尚未決定首顆GEO衛(wèi)星搭載的有效載荷。
洛馬公司Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星渲染圖
極地軌道衛(wèi)星
Next-Gen OPIR極地軌道衛(wèi)星將在SBIRS-HEO退役后完成接替。相對(duì)于SBIRS-HEO載荷(該載荷搭載于美國(guó)軍用偵察衛(wèi)星上),Next-Gen OPIR極地軌道衛(wèi)星由于增加了監(jiān)測(cè)高超聲速武器的任務(wù),在技術(shù)上必然需要質(zhì)的飛躍。
2022年3月1日,諾格公司宣布,兩顆Next-Gen OPIR極地軌道衛(wèi)星的有效載荷將由諾斯羅普·格魯曼/鮑爾航空航天團(tuán)隊(duì)制造。該團(tuán)隊(duì)還將執(zhí)行系統(tǒng)工程、飛行硬件以及地面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。
寬視場(chǎng)(WFOV)衛(wèi)星
WFOV衛(wèi)星旨在解決Next-Gen OPIR系統(tǒng)研發(fā)過程中的技術(shù)問題,包括測(cè)試新的大尺寸焦平面紅外傳感器、開發(fā)地面算法以處理傳感器數(shù)據(jù)等,試驗(yàn)結(jié)果還將用于制定Next-Gen OPIR Block 1的技術(shù)要求。
WFOV衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命3~5年,總重量達(dá)3000千克,有效載荷超過350千克。衛(wèi)星采用波音千禧空間系統(tǒng)公司提供的“天鷹座”(Aquila)M8中型平臺(tái),星載凝視探測(cè)器由L3哈里斯技術(shù)公司提供。2022年7月2日,WFOV衛(wèi)星作為美國(guó)太空部隊(duì)USSF-12飛行任務(wù)的一部分成功發(fā)射,隨后部署于地球同步軌道。
WFOV衛(wèi)星
小結(jié):在系統(tǒng)布局方面,Next-Gen OPIR系統(tǒng)與美軍現(xiàn)役的天基紅外系統(tǒng)相似,其中GEO衛(wèi)星負(fù)責(zé)監(jiān)控全球,極地軌道衛(wèi)星負(fù)責(zé)監(jiān)控北極上空,主要針對(duì)中俄。在系統(tǒng)能力方面,Next-Gen OPIR系統(tǒng)則有了較大提升:一方面衛(wèi)星采用超大面陣多波段紅外陣焦平面探測(cè)器增強(qiáng)了探測(cè)能力,其次衛(wèi)星采用增強(qiáng)型LM2100平臺(tái)增加了生存能力、機(jī)動(dòng)性以及在軌補(bǔ)給能力,此外美軍推進(jìn)“未來作戰(zhàn)彈性地面演進(jìn)”(FORGE)系統(tǒng)建設(shè)以增強(qiáng)地面數(shù)據(jù)處理能力。未來該系統(tǒng)全面部署后將顯著增強(qiáng)美國(guó)的導(dǎo)彈預(yù)警能力,對(duì)各國(guó)的導(dǎo)彈作戰(zhàn)產(chǎn)生極大影響。(轉(zhuǎn)載自:太空與網(wǎng)絡(luò))
參考資料
[1]United States Space Force Next Gen OPIR GEO Program completes Block 0 GEO Space Vehicle Critical Design Review.
[2]Northrop Grumman Completes Preliminary Design Review for Next-Generation Overhead Persistent Infrared Subsystem.
[3]Northrop Grumman to Provide Next-Generation Missile Warning Satellites for US Space Force.
[4]Next-Gen OPIR Block 0 moves on after thermal vacuum tests.
[5]Raytheon wins Air Force contract for ground system to process missile warning satellite data.