美国导弹预警卫星最新发展（汇总）
美国导弹预警卫星最新发展（汇总）
美国太空部队于2019年12月20日成立，在2021年用于国防的7405亿美元预算申请中，包括了美国太空部队的154亿美元。其中用于导弹预警卫星的的资金为23亿美元，用于下一代过顶高轨红外（Next-generation Overhead Infrared Early Warning Satellites）预警卫星。空军于2018年启动了该计划，以取代天基红外系统（SBIRS）。国会在2020年为下一代OPIR拨款14亿美元。2021年的预算包括用于宽视场的1.6亿美元，这是空军将于2020年发射的1,000千克地球同步卫星，用于推进天基导弹预警研究。
美天基系统体系架构
第一个下一代OPIR星座（Block 0）将具有三个地球同步地球轨道（GEO）和两个Polar卫星。主要承包商是GEO卫星的洛克希德·马丁公司和极地卫星的诺斯罗普·格鲁曼公司。
下一代OPIR系统将增强并最终取代现有的天基红外系统（SBIRS）卫星。洛克希德·马丁公司制造的SBIRS星座中的最后两架航天器定于2021年和2022年发射。空军于2017年决定结束新SBIRS卫星的生产，并过渡到旨在进一步发展的下一代OPIR能够抵抗电子和网络攻击。
根据预算文件，第一枚下一代OPIR GEO卫星将于2025年交付，第一枚Polar卫星将于2027年交付。预计到2029年所有5颗Block 0卫星都将进入轨道。
该预算包括用于下一代OPIR地面系统的4.98亿美元，也称为未来作战弹性地面演变（FORGE）。雷神公司在一月份被选中开发用于数据处理的FORGE操作系统。
美下一代高架持续红外预警卫星启动技术验证工作，第一个验证平台计划2021年发射
宽视场卫星测试
在SBIRS计划中的多年延误和成本超支之后，空军构想了下一代OPIR。洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁曼公司正在研发下一代OPIR星座，该星座被设想为地球同步轨道上的三颗卫星和极地轨道上的两颗卫星。空军于2018年启动了该计划，以作为基于空间的红外系统（SBIRS）的快速发展的替代方案。目标是将SBIRS历时9年的时间压缩为5年时间。最初的计划是在2023年之前交付第一枚下一代OPIR卫星。
在宽视场（大视场）测试平台是由太空与导弹系统中心（SMC）提供资金，由美国航空航天局艾姆斯研究中心管理的实验早期预警卫星。任务是评估新的高架持续红外（OPIR）广域6度凝视传感器。原本是将其作为商业对地静止卫星的托管有效载荷，但后来被重新设计为自由飞行器。该技术演示将为空军太空司令部的下一代导弹预警系统提供至关重要的风险降低。
广视场（WFOV）卫星将是名为USSF-12的飞行任务的一部分，目前计划在2021年8月之前使用联合发射联盟的火箭进行飞行。WFOV是“测试”卫星，它不是导弹预警星座的一部分，而是一个独立的实验。它的重量为1,000公斤，约为目前为国防部执行战略和战术导弹预警的天基红外系统（SBIRS）航天器的四分之一。该卫星将用于测试收集和报告导弹发射数据的不同方式。SMC将利用这项研究来设计未来的导弹预警星座。SMC已在开发计划于2025年推出的下一代OPIR Block0。WFOV实验将用于制定OPIR Block 1的技术要求。
SMC宣称，此次任务的目标之一是使用WFOV数据开发地面算法，以处理预期来自未来传感器的大量数据。WFOV目前尚未计划成为OPIR运行基准架构的一部分。如果实验成功，SMC将考虑将WFOV添加到体系结构的适当部分。
该卫星是由Millennium的Aquila-M8中型总线制造的。L3Harris已完成200千克六度凝视传感器的开发和集成。
研发传感器的公司L3Harris于4月6日获得美国太空部队太空与导弹系统中心930万美元的合同，以维护和准备在2021年发射的卫星。该合同是用于广视场导弹探测卫星的发射前和发射后服务。L3Harris开发了凝视传感器，该凝视传感器安装在波音公司的子公司Millennium Space Systems提供的卫星总线上。美国太空部队的太空和导弹系统中心计划在2021年8月之前将卫星发送到地球同步地球轨道。
美第五颗采用全新总线的同步轨道SBIRS导弹预警卫星完成环境测试，整装待发！
洛克希德·马丁公司的SBIRS GEO-5卫星是第一颗以现代化LM 2100总线为基础的军事太空卫星，在热真空（TVAC）测试室内进行环境测试
SBIRS星座为美军提供导弹预警功能，探测全球各地的导弹发射并将这些数据提供给美国的导弹防御体系。该星座目前包括四颗地球同步卫星，另外两颗卫星位于大椭圆的轨道上，以实现全球覆盖。自2020年4月16日开始的成功测试对洛克希德·马丁公司来说也是一个重要的里程碑，因为SBIRS GEO-5是在该公司现代化的LM 2100平台上建造的第一颗军用卫星。“ TVAC的完成可以归功于空军、洛克希德·马丁公司、航空航天公司以及配套承包商团队的巨大努力，” SBIRS GEO-5的组装、测试和发射操作由政府计划办公室领导。该卫星预计将于2021年发射。
SBIRS GEO-5卫星渲染图
SBIRS GEO-5卫星结构功能（卫星上有一个遮光罩）
SBIRS GEO-5是两颗新的SBIRS导弹防御卫星中的第一颗，也是第四颗在洛克希德·马丁公司的新型现代化LM 2100卫星平台上建造的卫星。LM 2100是洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）进行的一项重大投资，目的是专注于提高生产速度、降低成本、增加弹性并提高任务灵活性。LM 2100总线特点：
*进行了26项改进，为公司久经考验的A2100卫星平台增加了功能和灵活性。
*提高卫星的弹性，消除旧的组件，并利用现代电子技术增加新功能并提高可靠性。
*提供可配置的有效载荷模块，为军事任务提供更大的灵活性，可容纳质量，功率，推进剂和体积。
*通过其模块化设计，可以轻松实现其他现代化传感器套件和任务有效载荷。
美第一代导弹预警卫星将延长服役到2030年！
2020年5月18日，美空军向诺斯罗普·格鲁曼（Northrop Grumman）公司授予两颗下一代极地轨道过顶红外天基预警卫星合同，该合同价值23.7亿美元。这两个极地轨道天基预警卫星是美国未来天基导弹预警卫星星座的一部分。
美国导弹预警卫星主要经历了三大阶段：导弹探测警报系统（MIDAS）和461计划、国防支援计划（DSP），天基红外系统（SBIRS）计划、发展的下一代持续红外（Next-Gen OPIR）预警卫星，经过50余年的发展，实战能力逐步提升。目前，美军导弹预警卫星体系包括地球静止轨道（7颗）、大椭圆轨道（3颗）与低地球轨道（3颗），共13颗预警卫星在用，涵盖可见光、短波红外、中波红外和长波红外等谱段，采用扫描与凝视结合手段，已具备战略和战术弹道导弹发射早期预警实战能力，验证了中段跟踪与识别技术，可对全球重点海区和地区发射的弹道导弹和洲际导弹分别提供15min和30min的预警时间。
美地基中段导弹防御系统作战流程示意图
“下一代天顶持续红外项目”（OPIR）是美国下一代导弹预警卫星，主要用于监视和发现敌方的战略弹道导弹，并在导弹发射时发出警报，未来将逐步取代现役的SBIRS卫星系统。下一代OPIR星座将包括五颗卫星，其中三颗将在地球同步轨道上，两颗将在极轨道上。部署在GEO轨道的三个星将使用的洛克希德·马丁2100普通卫星总线。洛克希德公司最近对LM 2100进行了增强，以增加使多个任务领域受益的功能，包括OPIR。总线增强功能包括消除陈旧淘汰和在多个子系统中插入现代电子设备，以及增强的弹性功能，这些功能均适用于下一代OPIR任务。在SBIRS系列计划开展后，美国认为该系统生存性能不高。美军战略司令部司令约翰·海滕就一直反对该计划，希望用更简单、更灵活的系统代替。于是美国空军在2019财年预算中，取消了对“天基红外系统”第7颗和第8颗同步轨道卫星的预算。该项目后续发展资金也大幅减少。而OPIR系统生存能力更强，具有灵活的轨道机动性以及可以在轨补给燃料的能力。另外一个方面，由于SBIRS系统性能远强于DSP，但仍无法满足导弹防御的需求，美国现有的导弹防御系统设计上用于防御纯弹道导弹，美国现在的天基红外系统对跟踪高超声速武器力不从心，更别说对飞行中段“冷”弹头的探测能力了。
美国因此加速导弹预警系统的发展，2016年下一代天顶持续红外（Next-Gen OPIR）系统公开，它将作为快速采购计划执行，接替现在的天基红外预警系统（SBIRS）。下一代天顶持续红外系统探测能力得到了极大提高，它不仅能探测跟踪大型弹道导弹的发射和尾焰，还能探测和跟踪小型的地空导弹甚至空空导弹的发射。即使对于导弹飞行中段的“冷”弹头，新一代系统也能进行跟踪，那么不论助推-滑翔还是吸气式高超声速武器，它们在大气高层高速飞行，因为高速摩擦烧得通红，探测跟踪更是不在话下，可以说是对付中俄弹道导弹和高超声速武器的大杀器。下一代天顶持续红外系统预计2025年发射服役，至于极地轨道卫星发射更晚，整套系统要2029年才具备战斗力。
SBIRS-GEO 5卫星示意图
该卫星与SBIRS的高轨道系统相似，分为极地轨道卫星（太阳同步轨道卫星）和地球同步轨道卫星两种，据称该系统将至少包括三颗同步轨道卫星和两颗极地卫星。其中太阳同步轨道卫星负责监控北极上空，地球同步轨道卫星负责监控全球。但与现役的SBIRS卫星相比，OPIR卫星的特点是加强了探测能力，同时在面对反卫星武器威胁的时候有更高的生存力。
美国防部计划部署低轨天基预警卫星！美太空部队未来或将综合集成所有机构天基预警卫星项目。
据主要制造商洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）称，美国太空部队导弹预警系统的下一颗卫星已经完成，并准备在2021年发射。该公司于2020年12月2日宣布，第五颗基于地球同步的空间红外系统卫星（SBIRS GEO-5）的工作已于10月正式完成。
SBIRS GEO-5和6号卫星将是SBIRS（美国军方主要的导弹预警卫星星座）的最后一部分。这个星座由洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）建造，但配备了诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）的红外传感器，使美国太空部队可以监测到全世界弹道导弹的发射情况。
洛克希德·马丁公司高空持续红外（OPIR）系统副总裁汤姆·麦考密克（Tom McCormick）在一份声明中说：“ SBIRS作为全球防空导弹威胁的实时监测系统，从未像现在这样至关重要。” “仅在2019年，SBIRS就监测到近一千次导弹发射事件，这在两年内增加了两倍。”也许最值得注意的是，美太空部队在9月承认，SBIRS被用于探测1月从伊朗向美国和该地区的盟军发射的伊朗弹道导弹，从而提供了寻求掩护的关键预警。
据太空部队首席太空作战将领约翰·“杰伊·雷蒙德”（John“ Jay” Raymond）说，由于袭击前美国和伊朗之间的紧张局势升级，第二太空警告中队协调了该地区的最佳传感器覆盖范围。五角大楼声称，1月7日伊朗向美国军方和联军发射了20余枚弹道导弹，据报道有10枚导弹击中了阿萨德空军基地。有最终没有人员伤亡，雷蒙德指出由第二太空预警中队运营的SBIRS为挽救生命提供的关键的预警信息。
目前，SBIRS系统包括地球同步地球轨道上的四颗卫星和搭载于高度椭圆轨道上的两颗有效载荷，以确保24/7的全球覆盖范围。四个主要卫星包括两个传感器：一台连续监视地球的扫描仪，以及一台可为战区任务提供更准确覆盖范围的凝视相机。两个搭载在椭圆轨道的SBIRS有效载荷只有扫描传感器。
洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）在2014年获得了18.6亿美元的合同，用于建造第五和第六颗SBIRS GEO卫星，以替代星座中的前两颗卫星。此后，美国国会于2018年取消了另外两颗SBIRS卫星的计划，重点和资金转移到了后续计划-下一代高架持续红外（Next OPIR）上。
洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）在2018年8月获得了29亿美元的合同用于为该星座建造三颗地球同步卫星，而诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）则获得了23.75亿美元的合同，用于建造另外两颗覆盖极地的卫星。美国空军一直努力尽早将更多的资金转移到下一代OPIR的预算中，从而将开发时间缩短到仅仅五年，这是一个新军用卫星的雄心勃勃的时间表。首枚下一代OPIR卫星定于2025年发射。
像最后两颗SBIRS GEO卫星一样，下一代OPIR将建立在洛克希德·马丁公司升级的模块化LM 2100平台上，旨在提高弹性、网络加固、更强动力和推进力。该公司还声称，新平台还具有灵活的设计和简化生产的通用组件。
在LM 2100上添加了进一步增强的弹性功能，为太空部队创建了初始的“战斗总线”。SBIRS GEO-5已经证明自己是实现弹性导弹预警的宝贵一步，该预警将由SBIRS的下一代OPIR Block 0系统提供，除了两颗SBIRS卫星和三颗下一代OPIR卫星之外，LM 2100平台还将用于该公司正在制造的GPS III后续卫星。SBIRS和下一代OPIR并不是美军计划在未来几年内发射的唯一导弹预警有效载荷。
美国国家航空航天局正在建造一个新的导弹跟踪层，作为其国防航天体系结构的一部分。国防体系结构是一个由数百个执行多种功能的卫星组成的星座。与SBIRS和下一代OPIR不同，跟踪层卫星将处于低地球轨道。这将使他们能够检测和跟踪高超音速武器，对于GEO卫星而言，这种武器较暗且较难监测。SDA已与SpaceX和L3Harris签定了制造跟踪层卫星的合同，尽管这些奖项遭到了一些竞争对手的**。
