8.2 太空装备作战试验
8.2.1 太空装备作战试验设计方法
太空装备具有精密昂贵、价值高、单台套、集成度和复杂度高等特点，开展作战试验与普通的侦察探测装备和常规兵器区别较大。因此，根据太空目标搜索发现、监视管理、目标识别、信息共享等实战能力和实战能力的生成与保持要求，研究设计太空装备作战试验评估指标体系，并依据太空任务剖面和环境剖面设计作战试验项目，基于作战试验指标考核评估确定评估数据采集需求，紧贴太空装备实际使用面临的环境条件构设逼真的作战试验环境条件，从而为太空装备作战试验实践提供支持。
按照装备试验鉴定体制的要求，装备作战试验是新研太空装备在正式交付使用单位前必须完成的一类试验。作战试验要求在实际使用背景下，由典型单位和人员进行操作及维护保障，通过作战试验想定诱导，采用专项试验或结合太空任务、训练演练等方式进行，试验结论是列装审查和审批的主要依据。由于太空装备作战试验是一项新的要求，而且太空装备具有单台套、集成度和复杂度高等特点，与普通的侦察探测装备和常规兵器的作战试验区别较大。国外针对太空装备的作战试验主要结合任务进行，此方面的公开资料较少，主要对系统能力，如目标尺寸、数量和精度等指标进行考核。通过对太空装备作战试验的对象确定、指标体系构建、试验项目设计、试验数据采集需求分析及试验环境条件构设等分析设计问题开展研究，可以为太空装备作战试验的实践提供支持。
8.2.1.1 作战试验对象确定
太空装备作战试验是对其实战能力的考核，主要内容为对作战效能、适用性等作战类指标以及装备能否纳入太空装备体系进行验证、考核和评价。这些指标必须由具有完整独立作战功能的太空装备在实际使用环境下，按照实际任务剖面操作使用和保障才能反映出来，也才能体现太空装备特殊的功能用途、能力要求和使用环境条件。因此，作战试验的对象是能够独立遂行太空任务的全系统、全要素的太空装备。全系统是指被试对象包含功能设备和相应的信息处理系统、传输系统。全要素是指除太空装备外，系统搭载平台或装机平台、处理中心系统及支持保障系统等，也要配合参与装备作战试验。
8.2.1.2 作战试验考核指标体系构建
装备作战试验要求在近实战环境或模拟实际使用环境条件下检验考核装备的作战效能和适用性等指标。这些指标与太空装备的战技性能、使命任务、部署使用方式、感知目标特征、使用环境条件、使用保障人员能力素质以及配套保障等多种因素都相关，是太空装备的综合能力体现。以太空目标探测雷达为例，太空目标定轨精度、跟踪目标批数、搜索发现概率等作战效能指标与雷达频率/波长、天线尺寸等性能指标有明显差别，需要从装备任务能力入手。
1.作战效能指标
太空装备作战效能是指在规定条件下，由典型人员操作、使用和保障装备在规定环境条件下完成预定太空任务所能达到预期目标的有效程度，太空装备作战效能指标是对目标作战效能的度量。由于单个指标只反映装备功能和任务目标的某个或某些方面，具有一定局限性，通常用一组指标度量构成太空装备作战效能评估指标体系。
遂行太空任务要求装备具备太空目标搜索发现能力、监视管理能力、识别能力以及信息共享能力等，作战效能指标可以取这些能力运用的效果进行度量。例如，太空目标搜索发现能力运用效果度量包括发现目标类别、发现目标概率（有引导和无引导条件下）、目标进入探测范围后平均发现时间（有引导和无引导条件下）、发现目标的平均最远距离以及平均搜索范围；太空目标监视管理能力运用效果度量包括目标定轨精度、目标定轨时间、目标丢失后再次探测发现的平均时间、最多同时监视的太空目标数以及太空目标编目精度；太空目标识别能力运用效果度量包括目标识别概率、目标误判概率、目标平均识别时间以及目标准确信息类型（身份、能力、状态、动向等）；太空目标信息共享能力运用效果度量包括目标信息共享范围、目标信息更新频率及目标信息共享控制等。
2.作战适用性指标
作战适用性是装备在实战环境下满足使用训练和使用要求的程度，主要包括可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、环境适应性、人机因素以及通用化、系列化和模块化等。
可靠性指标主要包括任务可靠度、失效率、任务中断率、平均失效前时间、有效度、连续工作时间、使用寿命和平均无故障间隔时间等。维修性指标主要包括维修度、可用度、恢复功能用的任务时间、平均故障修复时间、平均故障修复费用、最大修复时间、平均预防性维修时间、维修工时参数（如维修性指数、保养工时率）、维修停机时间率、单位工作时间所需平均修复时间、平均系统恢复时间、平均维修时间和平均维护时间，以及定性指标如维修操作方便性、维修可达性、零部件互换性、识别标志和防差错设计等。测试性指标主要包括故障检测率、虚警率、故障隔离率和状态参数自动检测率等。保障性指标主要包括保障率、缺件率、平均保障响应时间、平均缺件待备数、平均零件供给延迟时间、可用度、装备再次使用准备时间、装备战备完好性和任务持续性等。安全性指标主要包括工作间辐射剂量、电视安全监控系统完备性及安全报警系统完备性等。环境适应性主要包括自然环境适应性和电磁环境适应性，自然环境适应性指标主要包括超出设计要求包络的环境因素数量以及环境因素超出设计要求程度等；电磁环境适应性指标主要包括二次谐波抑制度、杂散辐射抑制度、电磁信号自扰度和抗外部电磁干扰度等。人机因素指标主要包括操作界面友好性、自动化操作水平、远程操控能力以及工作环境舒适性等。通用化指标主要包括通用化系数、通用化件数、通用化品种数及通用件重量等。系列化指标主要包括系统型谱复杂度和系统品种数。模块化指标主要包括模块数（包括分系统、单机和部组件）和模块接口复杂度等。
3.体系适用性指标
体系适用性是太空装备纳入太空装备体系及联合作战装备体系等参与任务行动时，适应体系并影响体系作战能力的程度。
体系适用性包括装备体系融合性和体系贡献率两类指标。体系融合性指标可取太空装备与其他装备、系统之间的信息传输接口、协议和信息传输延迟等，以及信息传输的时效性、准确性和完整性等。体系贡献率指标可取所在体系的作战效能变化率，如对太空作战体系的贡献率指标可选用监视范围扩大率、发现目标类型增加率、目标定轨精度提高率、目标发现识别概率增加率、目标发现识别时间缩短率、同时监视目标增加率和编目数量与精度变化率等。
8.2.1.3 作战试验项目设计
试验项目是装备作战试验数据产生和采集的基本单元，也是试验任务组织管理的基本单元，还是试验资源分配调度的基本单元。作战试验与性能试验的项目设计思路和方法有所不同：性能试验主要基于被试装备系统、分系统的战技性能指标及其他质量属性要求安排试验科目，强调覆盖战技性能指标；作战试验要求像作战一样试验，要求与实际作战任务、过程和环境条件相似，强调要覆盖主要任务样式、完整任务剖面和完整环境条件剖面。因此，作战试验项目设计的基本方法是首先依据太空装备能够遂行的任务，确定试验项目的最高层次。通常一个监视任务就是一个作战试验的最高层次项目。其次，针对每种任务样式的任务剖面和环境条件剖面，对高层试验项目进行分解。环境条件剖面主要用于环境适应性试验项目分解，同时与任务剖面组合，形成有作战意义的试验项目。分解需要逐层进行，直至试验项目便于理解和实施控制，便于分配和调度试验资源为止，从而生成候选试验项目集合。再次，把候选试验项目与作战试验指标关联，检查试验项目能否覆盖指标体系。如果不能覆盖，需要补充专项试验项目，以全面考核评价被试装备的作战效能、作战适用性和体系适用性。最后，依据试验资源、技术能力、试验时间及试验经费等约束限制，对作战试验候选项目集合进行精简合并，形成正式试验项目清单。以太空目标监视装备为例，太空装备作战试验项目如图8-19所示。
图8-19 太空目标监视装备作战试验项目
1.作战任务接收与筹划试验
作战任务接收与筹划试验的主要任务是模拟太空装备的管理与控制系统接收上级下达的作战任务和情报支持信息，对作战任务进行分析和筹划，形成任务实施计划方案的过程。该试验考核验证太空装备与上级指挥控制系统的指令和情报数据接入通道是否畅通，指令和情报信息接入能力和相互之间的适配性、适应性，以及太空装备管理与控制系统对作战任务指令响应的时效性、准确性等指标。
2.任务直前准备试验
任务直前准备试验的主要任务是模拟太空装备完成设备连接、加电、自检以及测试等操作，并进入作战准备可用状态的过程，主要考核太空装备的联通性、作战响应的时效性，以及可靠性、测试性、可用性、保障性、维修性和人机工效等作战适用性指标。
3.目标搜索、监测和跟踪试验
目标搜索、监测和跟踪试验的主要任务是通过典型单位和人员操作、使用和保障太空装备，模拟搜索、发现及跟踪太空目标的过程，考核太空装备发现太空目标类别、发现目标概率、目标进入探测范围后平均发现时间、发现目标的平均最远距离和平均搜索范围等搜索发现能力指标，以及太空装备的可靠性、测试性、可用性、保障性、维修性、安全性和人机工效等作战适用性指标，还包括太空装备各组成系统之间的适配性、互操作性等指标。在检测完上述指标后，应根据太空装备的工作条件和工作过程，继续分解试验项目，如有引导和无引导、有对抗和无对抗下的目标搜索试验以及目标跟踪、监视和对抗试验等。
4.数据处理与目标编目试验
数据处理与目标编目试验的主要任务是模拟分析和处理太空装备测量、获取的太空目标数据，识别探测目标并对目标进行编目的过程，主要考核目标识别概率、目标误判概率、目标平均识别时间及目标准确描述信息类型（身份、能力、状态、动向）等目标识别能力指标，以及目标定轨精度、目标定轨时间、目标丢失后再次探测发现的平均时间、最多同时监视的太空目标数和太空目标编目精度等能力指标。
5.太空目标信息管理与分发试验
太空目标信息管理与分发试验主要模拟对太空目标信息进行管理与分发的过程，考核太空装备的信息共享范围、信息更新频率及信息共享控制等太空目标信息共享能力指标，完整性、一致性、准确性等太空目标信息管理能力指标以及体系适用性等指标。
6.专项补充试验
专项补充试验是对在太空装备作战试验过程中没有体现或体现不明显的指标，或者是针对指标评估数据不够等情况而设置的专项补充试验。需要注意的是，专项补充试验的环境条件也要与实际作战使用环境条件逼近，尽量把多个指标合并到一个试验项目考核。
8.2.1.4 作战试验评估数据采集需求分析
数据采集需求需要明确所有评估指标的数据项、数据单位、精度要求、采集手段方法、采集次数、采集单位、采集地点和席位、预处理方法及预期应用等事项。其中，数据项是为支撑指标评估而需采集的数据内容；数据单位是采集数据的量度标准，如次、米、秒等；精度要求是采集数据与真值的逼近程度；采集手段方法是数据采集的工具和方式；采集次数是为支持考核指标的可信评估计算需要采集的数据量，采集单位、采集地点和席位都是明确数据采集的责任主体；预处理方法是数据用于指标评估计算前进行的处理操作，如单位、坐标、格式变换及数据组合等操作；预期应用是指采集数据的用途，如用于指标评估计算还是指标校验等。
太空装备作战试验评估产生的数据类型多、数据量大。这些数据可根据数据性质不同分为计数型数据和计量型数据，计数型数据是指对相关事件次数、事物个数等进行统计计数；计量型数据是指通过仪器、仪表及设备测量获得的有关被试装备或装备使用环境的物理参量。此外，还可根据数据预期应用方向不同将太空装备作战试验评估产生的数据分为指标计算型数据和指标校验型数据，指标计算型数据主要用于考核指标的评估计算；指标校验型数据主要用于支持判断指标评估值的合理性和可信性，不直接用于考核指标的计算。这类数据的范围较广，通常影响考核指标值的所有因素数据都可在列。
此外，评估指标中还有许多属于比率类、时间类和精度类指标。①针对比率类指标，需要先采集计数型数据，即需要先行记录事件或事物总次数或总个数、成功/失败次数等的分项计数，并根据总计数和分项计数计算比率。例如，目标识别率指标需要记录待识别目标总数和成功识别目标数，目标误判概率需要记录目标总数和错误判断目标数。②针对时间类指标，需要记录相关事件的开始时间和结束时间。例如，故障修复时间指标需要记录故障修复开始时间和结束时间。为了求取平均时间，还需记录在给定时间内相关事件发生的次数，如试验期内的故障修复次数等，把统计计算所得的所有故障修复时间相加除以故障修复次数。③针对精度类指标，应同时记录相关事件、事物的真值（或预期值）和实测值。例如，定轨精度指标评估需要记录目标探测轨道根数和目标实际轨道根数等。(https://www.daowen.com)
现场试验数据采集的方法主要包括记录法、测试法和调查法。记录法是试验人员利用感觉器官或仪器仪表观察记录试验现象，获取相关试验数据，如温度、弹速、时间及距离等。测试法是利用靶场设备测量获取太空目标的三维位置坐标、速度、加速度等尺度参数，雷达散射截面积（RCS）、极化散射矩阵、散射中心分布、辐射强度和谱密度分布等特征参数，载频、调制方式、重复频率、脉冲宽度与码型等信号参数，太空环境以及太空环境效应参数数据。调查法是采取问卷调查、现场调查和抽样调查等方式获取领域专家、操作保障人员对太空目标监视装备操作使用和保障的主观感受数据，用于评估被试装备的定性指标。
8.2.1.5 作战试验环境条件构设
太空装备实际使用面临的环境条件包括自然环境、对抗或袭扰环境和目标环境。这些环境因素都可能对太空装备作战使用造成影响，开展作战试验时应构设相应环境条件。
构设逼近实际使用环境的条件是装备作战试验的重要环节，也关系到作战试验结果和结论的置信度。在结合太空装备的典型任务样式和任务剖面构设作战试验环境条件时，如果过严设置试验环境条件，可能导致难以实施作战试验，而过宽设置又将导致作战试验结论不可信甚至错误，不能达成作战试验目标。当然，为了方便实施和节省试验资源，如果环境因素对被试太空装备的作战使用和保障没有影响或影响较小时，可以忽略该环境因素。
1.对抗或袭扰环境构设
太空装备在进行作战使用时，通常处于比较复杂的战场光电信号环境。战场光电信号环境能够影响和干扰装备的跟踪探测能力、信息传输能力和作战适用性等，同时，装备使用也会改变战场光电信号环境。无线电类装备作战试验需综合利用实际装备、电磁信号模拟器和计算机全数字模拟模型构建逼真的电磁信号环境，如用实装模拟敌典型警戒雷达、火控雷达等威胁目标构成的电磁信号环境和电磁干扰环境，用电磁信号模拟器模拟产生高密度、多体制、多方位及多态势的集群电磁环境背景，利用计算机模拟法创造虚拟复杂电磁环境。光学类装备作战试验需采取发射、转发或辐射与被试装备工作波段相应的光波，或者利用吸收、散射、反射光波等技术和手段构设逼真的光学对抗环境。由于太空装备是高价值装备，是敌可能打击的重要目标，很可能在机动部署、任务过程或隐蔽防护中随时遭遇敌不同程度的袭扰。然而，袭扰环境影响使用者的心理，使其难以精准操作装备，将影响装备的作战使用性能、生存能力和跟踪探测能力。
2. 目标环境构设
目标环境通常指武器装备作用对象（或客体）的状态以及分布构型、协同关系（卫星编队、星座目标）等集群目标特征。影响太空装备主战能力的主要因素为目标状态特性，包括目标的几何结构与尺寸、运行轨道、辐亮度、辐照度、偏振度、偏振角、雷达散射截面及图像等信息。其中，目标几何结构与尺寸反映了目标的大小和基本结构特性，辐亮度反映了目标在特定轨道、特定位置和特定光照条件下的亮度信息，辐照度反映了目标在目标跟踪系统的亮度信息，偏振度反映了目标对一定方向的偏振能力，雷达散射截面积反映了目标对雷达信号的反射能力，图像反映了目标更精确的形状细节信息，以使作战试验构设的目标特性与真实目标尽量相似。目标环境信息是目标客观存在的信息，但可能因目标采取战术对抗动作和措施而改变。目标环境构建必须保证模拟目标的状态特性与真实目标相似，战场目标分布、目标之间协同变化等集群特征需要体现敌方的战术思想和对抗行为，通常采用靶弹、靶标和靶星等专用设备模拟，对光学类装备的目标有时用恒星模拟。模拟时，无线电类装备的作战试验强调目标的雷达散射截面积、频率、极化与相位等无线电特性相似，而光学类装备的作战试验则强调目标的可见光、红外特性相似。
8.2.2 太空装备试验对环境的影响
太空装备试验对环境的影响主要包括太空碎片、外空核动力、外空核爆炸等。太空装备试验实质上是以整个地球作为实验室，具有影响的全球性、效应的复杂性、后果的长期性三大特点。太空装备试验既是技术事实建构的中心环节，也是确立和维系人们对于技术系统信心的关键步骤，是研发进程的关键节点和实战部署的“入场券”，如果不加以重视，有可能加剧外太空军备竞赛、危及国际和平与安全。遗憾的是，1967年的《外空条约》和后续外空法律文件均聚焦外空的探索利用，对太空武器没有予以充分关注，在保护太空环境方面尤为不足。
8.2.2.1 影响的主要方面
在太空装备试验中，最引人关注、同时又最易引发争议的就是飞行试验，即在实际或接近实际的飞行条件下进行的试验。航天器飞行试验包括发射上升、在轨运行和离轨返回3个阶段，每个阶段都会产生环境问题，目前引起广泛关注的是上升和返回阶段放射性等有害物质泄漏问题，在轨运行阶段主要是太空碎片问题。
1.太空碎片
太空碎片也叫空间碎片，是指任何不再有实际用途的绕地球轨道运行的人造物体，包括遗弃的设备与火箭级、报废的卫星、在部署卫星过程中散落的螺栓和其他硬件，以及卫星和火箭级解体后的残片。美国白宫科技政策办公室2017年8月14日公布的报告指出： “美国太空监视网跟踪着超过23 000件大于10厘米的物体，其中被编目的有17000件。额外的观测表明，大于1厘米物体的数量可达500，000件尺寸小于1厘米的物体数以亿计。”
从太空时代之初，太空试验就是太空碎片的重要来源之一。早期太空试验产生大量碎片的典型例子是美国的“西福特计划” （ProjectWest Ford）。该计划是一项军事通信试验的组成部分，意在通过在太空散布大量金属针形成偶极子反射体带提供坚固、可靠、安全的远距离军事通信手段。该计划共进行了两次发射。第一次是在1961年10月21日，因布撒器机械故障而失败。第二次是1963年5月10日。此次发射将总重20千克的4.8亿根长1.8厘米，直径0.001 8厘米的毛发状的铜针送入距地面3 700千米的轨道上，形成了周长63 000千米，横截面平均宽度15米、深度30千米的环状针云。后来铜针聚集形成针群，其中有65群1998年还能从地面上看到。
反卫星武器试验产生的碎片会对太空环境产生广泛持久的有害影响。在过去60多年里，涉及美国瞄准太空目标的30次左右的行动中，有2次产生了显著的太空碎片。第1次是在1985年，一枚美制ASM-135“阿萨特”导弹从改装过的F-15A战斗机上成功试射，命中“太阳风”卫星。此次试验产生了285片可追踪的碎片，最后一片直到2002年才退出轨道。第2次是在2008年的“燃霜行动”（Operation Burnt Frost）中，美国用舰射“标准” -3拦截弹摧毁了编号为USA-193的卫星，产生了174片可追踪的碎片。这些碎片中的大多数已在数天内重返大气层，虽然在特定情况下需要数月的时间。美国并没有在技术上把此次行动归类为反卫星试验，然而它展示了美国通过升级其“宙斯盾”导弹防御系统软件跟踪和拦截卫星的能力。除了数百块可追踪的碎片外，这两次试验还产生了大量直径小于10厘米而无法追踪的碎片。苏联的反卫星试验同样也产生了大量碎片。在一项始于20世纪60年代，延续20多年的项目中，苏联对其共轨式反卫星系统进行了近20次试验，其中有8次产生了可追踪的碎片。虽然其中一些试验产生的碎片相对较少，但可追踪的碎片总数达到了842块，还要加上不可追踪的碎片。产生碎片最多的是1968年10月进行的反卫星试验。在此轮试验中，苏联于1968年10月20日和11月1日，先后动用“宇宙”249和“宇宙”252号“卫星歼击机”对“宇宙”248号目标卫星实施攻击，共产生251块可追踪的碎片。
空间碎片的危害体现在三个方面。一是飞行速度极快，很小的碎片也会产生灾难性后果。近地轨道上物体的平均撞击速度超过每秒10千米，意味着一个微米级碎片可能损坏卫星灵敏的光学系统，一块0.2毫米大小的碎片也会对载人和机器人任务造成实际的威胁。随着碎片大小或质量的增加，撞击的严重性和所导致的损害也会增加。二是难以探测。目前世界上最先进的太空监视雷达是美国太空军掌握的“太空篱笆”（Space Fence），2020年3月底完成升级后，能探测的最小物体直径约为10厘米。小于该尺度的空间碎片无法持续监测和跟踪，也就难以采取防范措施主动规避。三是存在“自我繁殖”，难以控制。太空碎片的每次撞击又会产生更多的碎片，它们又会对其他的太空物体造成威胁，有可能会引发一种被称为“凯斯勒综合症”（Kessler Syndrome）的级联效应，致使近地空间无法被利用。
2.外空核动力
外空核动力泛指一切核能的空间利用形式，目前在军事领域得到广泛利用的主要是核电源。核电源有两种基本类型，一种是放射性同位素热电机（RTG），也叫“放射性同位素电池”；另一种是核反应堆。美国的“子午仪” -4A是世界首颗核动力卫星，于1961年6月29日入轨。该卫星是当时尚处于试验阶段的“海军导航卫星系统”的组成部分，在采用太阳能电池板供电的同时，还搭载了2.7瓦电功率的SNAP-3B放射性同位素热电机作为辅助电源。1961—1963年，美国又发射了“子午仪” -4B、5BN1、5BN2等3颗RTG动力的军用导航卫星，其中5B系列卫星上的SNAP-9A放射性同位素热电机电功率达25瓦，使其成为首种完全以核动力为能源的卫星。
美国的核动力卫星虽然采取了大量安全措施，但仍出现过3次核动力源坠落地球的事故。太空中的首次核事故发生在1964年4月22日：“子午仪” -5BN3军用导航卫星没能进入预定轨道。它的核动力源在大气层中距地面约50千米的高度上解体（早期的放射性同位素热电机设计就是这样的），释放出来的17 000居里钚-238燃料使得全世界范围内该同位素的含量增加至原来的3倍，并使全世界范围内所有钚的同位素总环境负荷（主要来自大气层核试验）增加了4%。后两次事故涉及的是民用卫星，目前尚未发现放射性物质外泄。
苏联/俄罗斯共发射了43个带有空间核电源的航天器，其中包括6个放射性同位素电源航天器和37个核反应堆航天器，至少出现了6次核动力源坠落地球的事故，导致不同程度的放射性污染，其中至少有3次事故与采用核反应堆的雷达海洋侦察卫星有关。1973年4月25日，苏联的一颗核动力雷达海洋侦察卫星在发射失败后坠入太平洋，产生了可以侦测到的放射性泄漏。1978年1月24日， “宇宙” -954号失控，坠落在加拿大北极地区，上万平方千米的地面受到放射性污染。1983年2月7日，“宇宙” -1402号上弹射出来的燃料核心因故无法进入弃星轨道，重返大气层，并在南大西洋上空的大气层上层解体。后两起事故，尤其是“宇宙” -954号的事故引起了国际社会的普遍关注。“宇宙” -954号事故后，美国总统吉米·卡特立即提议禁止核动力卫星在轨运行，但苏联没有响应。不过苏联还是加强了技术防范措施，引入了后备燃料核心弹射系统，这样当由于事故重返时，燃料会在大气层中碎裂解体。这一措施增加了最终会暴露在辐射中的总人数，却将任何一个个体所受到的辐射降至最低。
3.外空核爆炸
20个世纪60年代初，作为高空核试验的延伸，核试验的场所从大气层拓展到太空。在当时的技术水平下，反弹道导弹的拦截器无法直接命中来袭洲际弹道导弹，需要靠核爆炸的面杀伤实现摧毁，外空核爆炸具有重要的军事价值。
1962年3月2日，美国总统肯尼迪正式批准了代号“多米尼克行动”（Operation Dominic）的系列大气层核试验，其中有好几次核试验是为了验证太空中的大规模核爆炸用于反弹道导弹的有效性以及军事通信卫星在全面战争中的生存力，统称为“鱼缸计划”（Project Fishbowl）。
到了1962年年中，美国决定推进“鱼缸计划”，这一决定受到来自全世界科学家的抱怨，他们担心试验会对范·艾伦辐射带造成破坏，并且有可能影响地球的气候。不过由于与苏联关系紧张，美国军方预计自己很快将会面临在太空核爆炸环境下作战的问题，积极推动该计划。“鱼缸计划”的核弹头由“雷神”导弹送入太空，发射场选在约翰斯顿岛，该岛位于北太平洋中部，远离美国本土。不过，由于“雷神”导弹遇到了一系列棘手的问题，造成1962年6月的前两次飞行试验失败，核弹头凌空销毁。
1962年7月9号，“海星”1号（Starfish Prime）太空核试验成功实施，“鱼缸计划”首获成功。此次试验在248英里（约400千米）高空爆炸了一颗巨大的140万吨级的氢弹，所形成的明亮色彩在数千英里外都能够看到。试验被证明是令人尴尬而又代价高昂的，特别是英国和美国的科学家事先已经警告过可能发生的后果。正如时任原子能委员会主席的格伦·西伯格在事后回忆录中所指出的，“令我们大为震惊和沮丧的是，人们发现， ‘海星’极大地增加了范·艾伦辐射带中的电子。这一结果出乎我们所有人的预料。”爆炸对远在加利福尼亚州和澳大利亚的无线电通信形成了长达数小时的干扰，并瘫痪了至少6颗卫星。
“鱼缸计划”的教训表明，太空环境不足以容纳核辐射，它会迅速在范·艾伦辐射带中扩散，危及载人航天，并使价值数百万美元的通信与侦察卫星无法工作。美国人认识到，太空核爆炸试验不仅会引起来自国际科学界与日俱增的压力，还会危及美国的航天侦察活动，并对正在出现的商业航天造成严重危害，而这两个领域正是美国的太空领先优势所在。此外，倘若不通过军备控制加以约束，苏联武器项目的可能会取得进展。苏联同样也开始担心太空辐射会给载人航天带来麻烦，在这一领域，他们已经取得了明显的领先优势，赢得了巨大的国际声誉。到1962年，双方已经走到了一个十字路口。美苏两国都面临着两条明晰的路径：一是不断增加各自军事项目的统治地位，继续发展一系列太空武器，最终压缩甚至排除掉与之竞争的民用和商业太空项目；二是加强互动，并建立合作性的太空规则。这条道路会有曲折起伏，但最终会通往更加理想的境地：裁撤一系列武器项目，约束他人，创立协议保护其他新兴太空活动。在地球轨道日益拥挤、商业航天迎来新高潮的今天，国际社会再次走到了一个新的十字路口，面临着非常类似的选择。航天大国的抉择将影响到航天探索乃至全人类的前途与命运。
8.2.2.2 影响的基本特点
太空装备飞行试验实质上是以整个地球作为实验室，其环境影响有三大特点：一是影响的全球性。反卫星与反导弹试验所产生的太空碎片按照天体力学规律在不同高度环绕地球高速运转，危及所有国家的各类航天器。临近空间高超声速飞行器具有空天一体的技术特性和变革未来战争的潜能，正在成为航天大国角逐的前沿热点。然而，作为太空与领空之间的划界问题长期没有得到解决，临近空间飞行器的飞行试验可能会产生侵犯别国领空的问题，当这种试验具有军事性质时，更有可能导致国际纠纷甚至对抗。军事航天装备的飞行试验具有试验训练一体化的特征，通常直接由军队而不是国防工业部门承担。这就意味着军事航天装备试验，尤其是飞行试验很容易酿成政府间的纠纷。鉴于目前国际外空法的现状，这种纠纷通常是通过外交途径，而不是法律途径解决。如果受损对象涉及多国合作研制或共用的情形，影响将更为复杂。二是效应的复杂性。军事航天装备飞行试验的环境影响涉及复杂的物理过程和次生效应，往往事先无法预知，事后难以挽回。航天时代早期的太空核试验为我们留下过深刻的教训。1962年7月9日的“海星”1号是首次成功实施的外空核爆炸试验，也是爆炸威力最大的一次。此次试验前，科学家们已经预计到了电磁脉冲问题，但“海星”1号所产生的电磁脉冲比先前预测的要大得多。并且还有一个效应是没有准确预计到的：爆炸产生的许多电子并没有落入地球的大气层，而是萦绕太空长达数月，被地球的磁场所俘获，形成了高悬于地球表面上空的人工辐射带。当高速电子撞击卫星时，可以产生一种微型的电磁脉冲。具体细节是复杂的，但总的效应就是，这些电子会毁坏卫星，破坏其电子装置。“海星”1号核爆炸产生的电子脉冲损坏了至少6颗卫星（包括1颗苏联卫星），它们最终都因为此次爆炸而失效。当时其他一些卫星故障也可能与此次爆炸有关。“凯斯勒综合症”意味着解体碎片连同级联效应将导致碎片从线性增长转变为指数增长，直至近地空间无法被利用。空间碎片问题与核动力源问题耦合在一起，又会使问题变得更加棘手。2009年2月10日，美国的“铱” -33通信卫星和俄罗斯的“宇宙” -2251退役核动力卫星发生碰撞，产生了危险的太空碎片。三是后果的长期性。太空环境的特点是透明、脆弱和能够长期保留轨道碎片，缺乏自我调节和恢复能力。在自然界本身的机制和过程中，地球的大气层阻力是将卫星和碎片移除轨道的最主要途径。当太阳处于11年的周期性爆发时会加热大气层上层，使之膨胀，这样低轨道的碎片和航天器就会受到增大的阻力。但是，最初的轨道越高，能够与之碰撞的空气就越少，碎片也就越难以移除。由于测试、部署和使用太空武器而在800千米高度的轨道上造成的空间碎片将会在那里停留数十年。当碎片进入距地表1 500千米以上的轨道后，它将无限期地留在那里。地球同步轨道上的物体不存在自然清除过程。由于地球同步轨道位置有限，而物体可以在该轨道上运行上千万年，该轨道尤其受到太空碎片的威胁。
8.2.2.3 影响的潜在后果
太空装备试验的影响遍及全球，妨碍外空自由探索利用，造成军事利益、环境风险和治理成本在不同国家、地域和人群之间的不均衡、不公正分配，引发严重的太空环境问题，突出表现在三个方面：
一是太空装备试验具有负面环境效应，造成地面环境损害。试验和使用太空武器难免会产生太空碎片，这方面限制目前还很少。使得事态更为复杂的是，随着大量小卫星和微纳卫星发射入轨，在轨航天器的数量仍在飞速增加。例如，2017年2月15日，美国的“星球实验室”（Planet Labs）公司利用印度的火箭一次性将88颗“鸽子”微纳遥感卫星送入505千米高的近地轨道（该枚火箭总共搭载了104颗卫星）。美国的SpaceX公司则计划向近地轨道发射4.2万颗星链（Starlink）卫星（1.2万颗已获批准），提供高速天基互联网服务。近地轨道同时又是中段反导和反卫星武器试验的主要“试验场”，日后若进行新的反导反卫武器试验，所产生的碎片极有可能在日益拥挤的近地轨道上触发连锁碰撞的“凯斯勒综合症”，导致碎片呈爆炸性增长，这些数以万计的碎片日后可能会令人们完全无法进人太空。除了无法挽回地破坏太空环境、妨碍和平的太空活动外，太空装备试验对太空环境的破坏也可能导致对地球环境的损害，因为地球和外空是错综复杂地联系在一起。例如，在空间核动力源军事应用早期，美国任由军用导航试验卫星上的放射性同位素电池坠入大气层销毁，造成对大气层的放射性污染，对地球上每个人的健康构成潜在威胁。1962年的“海星”1号太空核爆炸试验对地面的无线电通信产生了大范围的严重干扰，并影响到爆炸点下方的供电系统和电子设备的正常工作，造成重大环境损害和财产损失。
二是太空装备试验的军事利益、环境风险与治理成本分配不公，妨碍外空自由探索利用。在冷战期间，美、苏垄断了反导、反卫星武器飞行试验，从中获取了军事利益和霸权威望，却让全世界承受环境破坏的后果。试验所产生的太空碎片仍有一部分在轨运行，对其他国家的航天器构成威胁。其他国家限于技术水平，空间态势感知和太空防护能力不如这些空间强国，受到的侵害可能更大。美国的太空装备试验还使最不发达、最为弱势的太平洋岛国与海外领地承受了最为严重的环境破坏后果。受限于国土纵深，美国的洲际弹道导弹拦截试验、外空核爆炸试验的靶场或发射阵地均设置在其海外领地和托管地。里根弹道导弹防御试验场是美国主要的导弹靶场和反导防御试验训练基地，也是美国洲际弹道导弹试验的弹着区和反导拦截弹的发射场。该试验场就位于马绍尔群岛的夸贾林环礁上。虽然击中夸贾林环礁靶场的洲际导弹并没有携带核弹头，但高达每小时8 000英里的极高速度却可以摧毁珊瑚礁和潟湖。位于北太平洋中部的美国海外领地约翰斯顿岛在20世纪60年代曾为核武器试验区，用于“鱼缸计划”中历次外空核爆炸试验的导弹在此发射升空。由于试验准备不充分，该计划共有4次发射失败，靶场安全官员下达自毁指令，将导弹与核弹头炸毁在半空甚至发射台上，对该岛及其周边海域造成严重放射性污染。
三是太空环境治理成本高昂，目前还没找到公正合理的成本分摊办法。造成最大污染的军事航天大国缺乏治理太空环境的动机，复杂的技术和高昂的成本是重要的原因。1987年的《布伦特兰报告》就指出：“清理太空的费用是昂贵的。有人提议由几个主要大国领导一项国际回收活动，将体积较大的一些太空碎片从轨道上收回。这项活动应该包括设计、建造和发射一些运载工具。这些运载工具能够在太空中机动灵活地捕捉那些巨大的、奇形怪状的、翻滚着的空间物体。可是这个提议还没有引起什么反应。”30多年后，情况仍没有根本变化，减缓太空碎片方面的规范总体上仍是各国自愿遵守的指导性原则。遵守规范意味着减少选择空间、增加额外成本，可能降低军事和商业竞争力，主要太空强国均不愿意被束缚住手脚，现有处理太空垃圾的技术手段，如激光移除、机器人捕捉等，很可能会被怀疑为反卫星技术而引发不必要的争端。由于缺乏将其发展为具有强制力的国际法条约的动机，除非各主要空间大国采取协调一致的行动，建立互信机制、合理分担成本，太空环境治理就不可能取得实质性的重大进展。
综上所述，太空装备试验，尤其是太空武器飞行试验可能会对地球环境造成长期灾难性的影响，近地轨道碎片滞留太空的时间跨度可以是几年到几十年，在同步轨道滞留的时间几乎是无限的。如果不加以控制，反卫星武器试验产生的空间碎片可能会在近地轨道和同步轨道形成屏障，妨碍我们的子孙后代对太空开发利用，重新将人类禁锢在地球。太空装备飞行试验既是迄今为止军事航天活动环境污染的主要来源，又是太空武器定型与部署前不可或缺的关键环节，并且具有可核查性，可以作为国际社会停止外空军备竞赛和防范外空武器化的突破口。因此，严格限制太空装备飞行试验、避免外空环境污染已是当务之急。