作者: 兰顺正 李超

首发自:澎湃新闻

随着大型和巨型低轨道卫星星座的快速发展,反卫星武器也在“见招拆招”,发展新反卫星技术。

据媒体日前报道,一篇关于高功率微波武器反卫星的论文引发外界的讨论和关注。某研究团队正式披露,一套输出功率高达100吉瓦级的高功率微波武器系统“已从实验室样机走向实际应用”,仅需1吉瓦的微波脉冲,便足以对近地轨道卫星的电子设备造成严重干扰乃至永久性损坏。

这一突破不仅展示了定向能武器领域的深厚积累,更是让高功率微波反卫星技术成为焦点。

高功率微波武器不仅在对付无人机上大有用武之地,在反卫星领域也将大有可为。

高功率微波武器如何反卫星?

高功率微波武器是一种通过定向发射高功率电磁脉冲来干扰、毁伤敌方精密电子仪器及电子设备,甚至杀伤敌方人员的新兴武器装备,其原理是使用工作在1~300GHz、辐射功率为数十到上百吉瓦的高能微波脉冲来摧毁敌方电子信息系统中的关键电子器件、电路和传感器,引爆弹头和燃料库,或者让敌方人员产生生理上的不适。

然而,此类武器的诞生颇具偶然性。1963年7月9日,美国在太平洋海岛约翰斯顿岛上空400公里处进行空中核爆试验,结果距离其1000多公里外的檀香山的数百个警报器全部失灵,瓦胡岛的照明变压器全部被烧坏,檀香山与威克岛的远距离短波通信也突然中断。而且距离爆心约1300公里的夏威夷群岛,甚至更远的澳大利亚都受到了影响,各种电器几乎在同时发生故障。苏联在进行相关核试验时也出现了电子设备被破坏的现象。经过研究,科学家终于发现,核弹在爆炸瞬间会从大气中电离出大量高速运动的电子,继而在空中产生强大电场和磁场。正是这些瞬间产生的电磁场,在以光速传播的同时产生了破坏力极强的电磁脉冲,导致地面上的电子设备出现感应电磁场,继而将电子设备烧毁。这一发现让一些军事大国如获至宝,将电磁脉冲作为武器使用也成为了各国努力的目标之一。

按照使用形态,微波武器分为两类:一种是一次性投放的微波电磁脉冲弹,大多由炮弹、导弹搭载;第二种是可重复发射的地基、车载固定式微波发射系统。相比于传统武器,微波武器不破坏目标物理外壳,只针对内部电路板、芯片、通信接收机实施打击;而且波束具备一定空域覆盖能力,可同时压制大量的目标;另外充能完成后可反复发射,单次打击成本低;因此已经被广泛用于无人机蜂群的防御,而随着卫星在现代作战中愈发不可或缺,微波武器的反卫星功能也开始受到各方的重视。

具体来说,微波反卫星的核心原理在于“前门耦合”与“后门耦合”效应。

“前门耦合”是指微波能量直接通过卫星的通信天线、雷达接收机等正常工作通道进入。由于这些通道本身就是为接收电磁波设计的,因此微波能量可以长驱直入,直达接收机前端,瞬间烧毁低噪声放大器等核心部件。“后门耦合”则是指微波能量通过卫星壳体的接缝、散热孔、电缆插口等非预期通道渗入。当高强度的电磁场笼罩卫星时,卫星的金属外壳和线缆实际上变成了接收天线,感应出强大的浪涌电流,进而破坏内部的供电系统和数据总线。也就是说,卫星如果受到高功率微波的照射,虽然外壳可能完好无损,但其“大脑”和“神经”已被摧毁,瞬间沦为太空中的一块废铁。

那么,微波反卫星究竟需要多大的功率?此次论文提到的100吉瓦又是一个什么概念?

研究表明,对于缺乏军用级厚重屏蔽层的低轨商业卫星,仅需1吉瓦(GW)量级的微波脉冲,就足以对其内部电子系统造成不可逆的永久性损伤。而论坛提到的这套系统峰值功率高达100吉瓦。这意味着,其输出能量是摧毁单颗卫星所需阈值的100倍。也就是说,这种“百吉瓦级”的功率冗余具有极高的战术价值。它不仅确保了在复杂气象条件下(如雨雾衰减)或目标采取一定屏蔽手段时仍能有效毁伤目标,更意味着该系统具备“宽波束”打击能力。在攻击时,它不需要像激光那样进行极高精度的点对点瞄准,而是可以像探照灯一样扫射一片空域,同时覆盖并瘫痪该范围内过境的多颗卫星。面对由数千颗卫星组成的类似“星链”的大型卫星星座,这种面杀伤能力是点对点的动能武器无法比拟的。

日益受重视的软杀伤反卫星武器

目前,反卫星武器按照部署方式可以分为陆基、海基、空基和天基;按照杀伤手段主要分为软杀伤和硬杀伤两种,软杀伤武器通过低功率激光致盲、高功率微波武器、电磁波干扰等“软”手段,破坏对方传感器或通信设备及链路;硬杀伤则是通过高功率激光、反卫星导弹和自杀式卫星等“硬”手段,直接摧毁对方卫星。

在很长一段时间里,硬杀伤反卫星的发展非常受重视,比如冷战时期,苏联发展的共轨自杀式卫星是天基反卫星武器的代表,美国则上在上世纪80年代多次试射ASM-135空基反卫星导弹,成为最知名的空基反卫星武器,这些反卫星武器在作战中都要与卫星“同归于尽”。冷战结束后,美国、俄罗斯和印度等国也推出了海基或陆基动能反卫星导弹。2008年,在美国海军代号“燃烧冰霜”行动中,“宙斯盾”战舰使用“标准”-3反导拦截弹击毁了失控的卫星,证明了其反卫星作战能力。最新研制的“标准-3”Block2A射高约1500公里,大部分低轨道卫星都在其拦截范围之内。

无论是共轨自杀式卫星还是动能反卫星导弹都是非常昂贵的反卫星武器,以往,卫星价格也不菲,动辄几亿甚至几十亿美元,属于高端太空资产,用昂贵的反卫星武器击毁更昂贵的卫星,不算是“赔本买卖”。但是随着微小卫星技术和可重复使用火箭技术的发展,微小卫星的价格大幅降低,且很多性能已经达到以往大型卫星的水平。在这种背景下,以微小卫星为主体的大型或巨型卫星星座开始出现,以往以大型卫星为目标的反卫星导弹也就难以应付如“满天星”般的卫星星座。

大型或巨型卫星星座的卫星数量众多,需要低成本的反卫星手段才能有效应对。

以美国SpaceX公司的“星链”卫星系统为例,该系统是SpaceX公司研制和部署的巨型低轨道卫星星座,这些卫星以一定的轨道高度和轨道倾角进行分布,每个卫星都与其他卫星和地面站建立通信连接,形成一个相互连接的网络。2025年10月20日,美国太空探索技术公司(SpaceX)的“星链”卫星累计发射数量突破1万颗,成为人类历史首个卫星发射数量破万颗的卫星星座,对整个航天业乃至军事领域都将产生深刻且持久的影响。“星链”计划获批及申请总数约为4.2万颗,旨在构建全球卫星互联网,截至2026年7月中旬,“星链”计划在轨正常运行卫星约1.08万颗,累计发射总数超1.24万颗。

“星链”不仅在日常生活中广泛运用,在战场也被大规模使用,尤其是俄乌战场,“星链”成为乌军特种作战、无人平台远程打击的核心通信设备。在感受到“星链”的军用价值后,美军与SpaceX公司开始联合打造军用版“星链”——“星盾”低轨道卫星星座。这个计划比较低调,部分卫星发射与“星链”一同升空。此外,以“星盾”为基础,美国的“金穹”反导系统还计划研制和部署天基拦截器,用于拦截太空飞行的导弹或航天器。受“星链”的刺激,俄罗斯也在打造俄版“星链”系统——“黎明”卫星星座,目前已经发射了30余颗。

“星链”的诞生也开启了低轨道卫星星座发展的潮流,多个国家或公司也在构建自己的低轨道互联网卫星星座。比如英国主导的OneWeb星座计划已经部署648颗卫星,包括588颗工作卫星和60颗在轨备份卫星,轨道高度1200公里,截至2024年12月,在轨运行卫星数量为648颗,表明第一代星座已部署完成。

未来,兼具通信、侦察、导航、指挥功能的大型或巨型卫星星座,很可能成为一些军事大国或强国的作战体系的核心支撑。有道是有矛必有盾,大型或巨型星座的发展也将催生反卫星武器技术的发展。对付巨型卫星星座的核心策略也将放弃“一弹打一星”的高成本硬摧毁,转向“软杀伤为主、硬摧毁为辅、体系对抗”的全域压制策略,激光武器、高功率微波武器、电子干扰、网络战等低成本反卫星手段将越来越受重视。

高功率微波武器一次发射就能覆盖较大轨道空域,瞬间击穿该区域内数十上百颗卫星的电子防护层,直接烧毁内部的核心芯片与电路板,实现“一发瘫痪一片”的集群打击效果,技术一旦成熟且列装部队,将深刻改变太空攻防态势。