7.4 日本太空力量建设情况

7.4 日本太空力量建设情况

长期以来,日本囿于“战后体制”束缚,长期坚持“和平利用太空”的基本政策。作为太空领域重要的参与者,日本是世界上第4个具备独立发射卫星能力的国家,太空研发能力处于世界前列,部分关键技术和元器件居于国际领先水平,已经成为主要的太空强国。近年来,日本安倍政府寻求突破“战后体制”、建立政治军事大国,加速推动修改《和平宪法》,谋求军事力量外向化发展,特别是协美强化加速推进太空军事能力建设,这一系列举动不能不引起世界各国的高度警惕。

近年来,日本连续出台太空领域战略文件,着力发展太空军事力量,成立专事太空安全部队,提升相关技术开发整体实力。2018年新版《防卫计划大纲》出台以来,日本极力渲染新型领域威胁,强调加强太空作战支援及攻防能力建设以及推进相关装备技术开发等,太空军事力量发展呈现加速趋势。国际太空安全环境和日本的角色正在发生变化,日本已向太空军事化迈出了标志性的一步,并且在未来几十年内仍将不断发展这一趋势。可以预见,日本今后将继续强化太空领域的军民两用技术发展,全面加强与美国在太空安全方面的技术合作,将美日军事同盟拓展到太空等新兴作战领域,加速太空作战部队的相关训练和能力生成,尽快弥补在该领域的短板等。

7.4.1 日本太空军事力量发展

在过去的一年里,日本在建立一个全新的太空军事组织方面取得了巨大的进展。日本认为越来越多的国家正在通过试验以及发展动能武器和非动能武器从而进一步实现太空军事化,为保护日本太空资产免受潜在威胁,日本加快筹建太空军事力量。日本前首相安倍晋三表示,这个新成立的太空部队将与美国太空军密切合作,包括新成立的美太空司令部和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)合作。太空部队拟于2022年左右全面投入使用。

日本认为新军事革命不断发展,战争形态加速演变,世界主要国家加速抢占太空等新兴领域,日本也应借助先进的民间技术强化太空等新兴领域能力以顺应时代趋势;另外,日本希望借太空领域合作强化日美同盟,提高在同盟中的地位作用。日本海上自卫队和航空自卫队的特长、专项作战能力在一定程度上可以直接纳入美军的作战编成,补充并增强美军作战能力。近年来,自卫队与美军的合作领域由传统的陆海空范畴向太空、网络空间和电磁空间等新战场拓展。

7.4.1.1 日本太空军事政策

2008年,日本修改《太空基本法》,删除关于“太空开发仅限于和平利用”的内容,改变1969年确定的“和平利用太空”原则,将太空纳入国家安全需求,允许在太空领域实施防御性行动,实质上是将自卫队军事行动拓展到太空领域。此后,日本根据该法先后出台3部《宇宙基本计划》和首部《国家安全太空战略》,对太空领域发展进行统筹规划。

2013年12月,日本颁布首部《国家安全保障战略》,突出强调了太空在信息支援领域的重要性,强调要利用本国太空资源为自卫队提供情报搜集、海洋监视以及信息通信等服务,建立太空态势感知系统。

美军2018年版《太空作战条令》首次将太空定位为作战领域。日本紧随美军调整步伐,2018年12月18日,日本通过新版《防卫计划大纲》,将太空定位为优先发展的关键军事领域, 《大纲》指出“为确保从平时到战时各个阶段的太空主动权,自卫队还将努力提高信息支援能力和干扰对手指挥控制和信息通信的能力。” 《大纲》指示日本建立一支跨域防卫部队,作为其防御能力保障部队,将包括太空、网络空间和电磁频谱在内的所有领域的能力集成在一起,能够在从平时到战时的所有阶段持续开展灵活的战略活动。如果发生对日本的武装攻击,自卫队将被允许通过利用太空、网络和电磁领域的能力来阻止和消除攻击。

2018年版《太空基本计划》明确了日本太空军事力量优先建设的项目,主要包括卫星侦察、海洋监测、卫星通信和太空态势感知系统[3]。2020年6月颁布新版《太空基本计划》,其中美日太空合作、导航卫星升级、侦察卫星研制及运载火箭能力发展等方面需重点关注。

7.4.1.2 日本太空部队

2018年12月美军成立太空司令部,2019年8月组建美太空军。作为美军的“铁杆”盟友,日本迫切希望组建太空作战部队,并与美军在太空领域实现无缝衔接,进而以太空为突破口,实现向“正常国家”的转变。

2020年1月,在美国和日本签署《美日安全保障条约》60周年纪念日的讲话中,前首相安倍晋三指出,必须使美日同盟更加强大,使之成为维护外层太空和网络空间和平与安全的支柱。4月17日,日本国会正式通过立法,批准在2020财年建立第一支太空作战中队,这是日本政府为着重加强三个新国防领域(太空、网络空间和电磁)而采取的行动。5月18日,日本航空自卫队正式成立太空作战中队,最初成立阶段由20人左右组成,计划两年后扩编至100人。日本航空自卫队增设太空作战中队,向航空太空自卫队转型,参考美军太空军组建模式,未来不排除组建单独的太空自卫队。日本对太空的依赖度逐年提升,以及其最重要盟友美国对太空领域的越发重视,都体现了太空作战中队的重要性。

7.4.1.3 日本太空演训活动

日军注重与美军建立密切的协同关系,进而提高日美两军联合作战的能力,通常采取联合训练、参观见学以及赴美培训等方式。因此,日本在太空部队成立伊始便选择与美太空军展开密切的协作。美日两国相继成立太空部队后,日本积极邀请美太空军教官来日指导,并派遣军官赴美国学习,深化合作。日本防卫省为太空作战中队监视太空状况做了大量的前期准备工作,包括与美太空军共同设计太空态势感知系统以及向美军派遣人员就建立太空态势感知系统开展交流。

2018年10月,美国“施里弗”太空战演习在亚拉巴马州马克斯韦尔空军基地举行,日本首次参加“施里弗”系列演习。演习设定的背景是,美国印太司令部防区内的美国太空和网络领域遭到来自地区大国的挑战。在这样的背景下,美军深入挖掘日本在太空领域发挥的作用,使日本成为保卫印太地区太空资产的关键因素。该系列演习有助于提升日本与美国在太空领域开展更广泛更紧密的合作。

7.4.2 日本太空作战能力

太空技术的军民两用性使人们难以准确地评估和判断各国太空军事力量的真实水平,尤其是对日本太空军事力量的认识。进入21世纪以来,日本一直尝试小步快跑的方式摆脱和平宪法的束缚,各军事领域均有所突破,并已将其军事野心和基础设施建设扩展到太空领域。

日本太空领域的发展已由获取服务向主动对抗转型。目前,日本拥有有限的潜在太空对抗能力,可能会利用其有限的太空态势感知能力来探测、跟踪和瞄准对手的太空目标,使用改进型SM-3系列导弹攻击低轨敌方卫星。日本还拥有针对对手的太空能力进行电子战的技术基础。值得关注的是,分析日本军事太空力量的发展与威胁,必须要考虑到美军因素,二者是紧密捆绑在一起的,未来的美日联盟作战将是多个领域的一体化联合作战。日本政府已着手研究自卫队与美军新的联合作战计划,其中太空领域的联合作战计划不仅体现在卫星侦察情报共享、共用GPS系统等领域,还包括共享太空态势感知数据、干扰和破坏对方卫星等行动计划。

7.4.2.1 太空发射能力

1.太空发射场所

1970年2月,日本在种子岛太空中心用兰姆达-4运载火箭成功发射本国第一颗人造卫星———大隅号,成为继苏、美、法之后第四个具备独立太空发射能力的国家。目前,日本拥有种子岛太空中心和鹿儿岛太空中心,其中种子岛太空中心是日本最大的太空研究中心和太空发射中心,包括竹崎发射场、大崎发射场和吉信综合发射场。

2.运载火箭

日本现役运载火箭包括H-2A、H-2 B液体燃料火箭和Epsilon(艾普斯龙)固体燃料火箭,运载器技术在国际太空领域处于领先地位,具有独立自主的太空投送能力(表7-3)。

表7-3 日本运载火箭型号及主要参数

图示

H-3运载火箭计划于2021年首次发射,能够将6.5t的卫星送达地球同步轨道。Epsilon运载火箭可以在短时间内发射战术小卫星进行组网和补网,太空响应能力迅速。日本的运载火箭研发技术也带动了陆基弹道导弹技术和动能反卫星技术的发展。

3.发射情况(https://www.daowen.com)

近年来,日本太空发射活动呈稳步上升的状态,主要满足本国使用。近5年来无发射失利的情况发生,成功率高。2018年主要太空强国纷纷试验一箭多星技术,日本当年的最高纪录是一箭六星,2009年和2014年曾有一箭八星的纪录(表7-4)。

表7-4 日本近7年发射次数和卫星数量统计

图示

日本太空发射体系完备,研发能力和制造水平足以支撑其在太空领域相对领先的地位,并能够将民用发射、运载能力快速转化为军事能力。2020年以后,日本的运载火箭将以H-3为主,Epsilon为辅,配合其先进的星上处理技术,是日本具备自由、快速进入太空的能力保障。

7.4.2.2 太空信息支援能力

1.侦察监视

日本“情报收集卫星”主要用于侦察监视。2020年2月9日,日本在种子岛太空中心成功发射第八颗情报收集卫星———“光学”7号。目前,日本情报收集卫星在轨8颗,光学侦察卫星分辨率低于0.3 m,雷达侦察卫星低于0.6 m。日本卫星组网能力强,具备每天对全球任一地点侦照一次的能力,光学侦察卫星和雷达侦察卫星可同时过顶重要区域。

2.通信中继

日本通信卫星(X频段)在轨2颗,用于保障自卫队作战指挥和机动通信。日本计划2022年发射第三颗X频段通信卫星,组成高保密性、强抗毁性的卫星通信网,可为自卫队海外派遣的维和部队等提供卫星通信服务。随着日本侦察卫星数量的增加,日本急需提高情报数据传输的时效性,并于2020年启动激光通信数据中继卫星的研制工作。

3.导航定位

日本卫星导航系统为准天顶卫星系统,由地球静止轨道卫星和地球倾斜同步卫星组成,兼具导航定位、移动通信和广播功能,2018年底实现四星组网并开始使用。该系统可兼容GPS系统,增强日本周边的导航定位信号强度和质量,提高导航定位信号的使用精度。2015年《太空基本计划》明确2023年前完成7颗卫星组成的准天顶系统的部署,并投入运行,确保日本能够在东亚和大洋洲拥有独立的导航定位能力。日本海上自卫队计划2021年前在“出云”号、 “加贺”号等四艘准航母安装信号接收机,之后逐步为其他舰船安装准天顶卫星系统。

日本拥有完整的卫星侦察监视网,组网技术先进,重访周期短,分辨率高,主要用于监控亚洲重点地区及日本周边地区,与美军共享情报数据。卫星通信系统和准天顶卫星系统的完善将为日本拓展海外军事行动提供可靠的信息保障。

7.4.2.3 太空对抗能力

为提高日本太空作战能力,日本防卫省和自卫队将重点从以下方面入手:一是构建太空态势感知系统,并加强与美军太空司令部和JAXA的合作;二是继续强化卫星侦察、卫星通信和导航定位等太空信息支援能力;三是加强干扰对方指挥控制系统和通信的能力。其中,第一点和第三点是太空对抗行动的重要内容。

1.太空态势感知

了解作战环境是实施联合作战的基础,同样,了解太空环境是实施太空作战的基础。JAXA一直为日本提供太空态势感知能力。JAXA的太空预警中心有雷达探测设施和光学望远镜等设备,其中雷达探测设备能够探测、跟踪2000 km以下高度直径大于1 m的太空目标,光学望远镜具备探测地球同步轨道目标的能力。JAXA计划2023年安装一台新的望远镜,可以探测650 km高度直径10 cm的物体。日本自卫队希望2022年具备监测地球同步轨道的能力,并且建立独立的由地面和天基两部分组成的太空态势感知系统。

美国和日本计划从2023财年开始共享各自的太空态势感知数据。日本自卫队通过与JAXA、美军太空司令部共享数据,进一步提高太空态势感知能力。由于美国太空监视网络对印太地区的监控能力有限,强化后的日本太空态势感知系统有利于美国完善太空态势感知体系。2019年4月,美国和日本在“2+2”对话中达成协议,使用日本准天顶卫星系统(QZSS)搭载美国太空态势感知传感器,提高地球同步轨道的区域感知能力,促进日美太空安全领域深化合作。

2.直升式动能武器

美国已在2008年的海基反卫试验中显示,“标准” -3(SM-3)导弹只需升级软件、更换导引头即可用来摧毁太空目标。目前,日本没有研发陆基直升式动能武器的计划,海上自卫队“金刚”级和“爱宕”级“宙斯盾”驱逐舰配备有“标准”系列海基反导武器(SM-3),尽管日本没有对该系列进行改装或反太空能力测试,也未公开表达过开发反太空能力的意愿,但日本实质上具备打击轨道高度低于600 km卫星的能力。日本还与美国合作开发SM-3 Block2A拦截器的第三级火箭发动机和拦截弹头,提高导弹的拦截能力。SM-3Block2A的耗尽速度比其早期型号更快,因此理论上能够威胁低轨(2000 km以下)中的任何卫星,该计划在2020年进行。日本引进的陆基“宙斯盾”系统也配备SM-3Block2A导弹,同样具备动能反卫的潜力。由此可见,日本的反卫能力不仅覆盖本土范围,还可以通过海上自卫队横向辐射数千千米。

3.共轨武器

2019年8月,日本政府宣布正在考虑开发一颗可用于拦截外国威胁卫星的卫星。鉴于自卫队对卫星没有任何防御能力,日本有可能在2020财年做出是否发展共轨能力的决定,预计会在未来的几年启动开发共轨反太空能力的计划,包括利用JAXA开发的机械臂技术等。日本政府还将研究其他的方式来干扰、威胁卫星,包括网络攻击、电子干扰等。

4.电子对抗

日本政府已经考虑发展电子干扰能力,可以用来对抗预警机和外国卫星。根据2019年8月发布的2020财年防务预算,日本为电磁干扰系统研究拨款3 800万美元,并计划购买具备电子干扰溯源能力的设备。

5.其他

日本“隼鸟”2号(Hayabusa-2)小行星探测器于2014年12月发射[9],历时3年半飞抵小行星龙宫(Ryugu),进行为期1年半的科学试验,包括顺利投下了2枚巡视器、1枚着陆器和投放撞击器小行星取样等。2019年12月, “隼鸟”2号启动离子发动机开始返程之旅。“隼鸟”2号在科学技术研究方面做出了突出的贡献,同时有助于拓展日本在太空防卫领域的应用潜力,培养相关技术人才。不可忽视的是“隼鸟”太空探索计划同样涉及天基操控、动能碰撞、抵近探测以及精确控制等多种技术。

2017年12月,JAXA通过H-2A火箭将“超低轨道技术试验卫星”(SLATS)送入太空,使用化学推进分系统和氙离子发动机让卫星长时间维持在180~300 km的高度上。试验持续了近2年,主要验证了超低轨道的轨道保持技术、超低轨道卫星高分辨率成像技术和氙离子推进技术,获取超低轨道环境数据。SLATS项目验证的技术可以降低高性能侦察的成本,提高侦察卫星的变轨机动能力,为共轨微小卫星提供持续的动力以及延长卫星低轨道保持的时间进而提升太空响应速度和实战应用能力。

迄今为止,日本没有公开进行过太空对抗方面的试验,但其采取独立自主地发展民用太空技术的方针和寓军于民、以民掩军的策略,获取了先进推进、有效载荷、测控通信、核电源及自主导航与控制等关键技术的突破。日本海上自卫队和航空自卫队与美军始终保持着异乎寻常的密切关系,有助于其发展及提高太空对抗能力,如太空态势感知能力、海基反卫能力和电子干扰能力。