“上帝之杖”大起底

文\/张亦驰   2016-11-25 03:37:02

在上世纪80年代,美苏冷战的最高潮时期,美国设想了一系列天基武器概念,包括著名的“星球大战”计划香港《明报》8月13日发表文章称,中国正在研发威力堪比核武器的“上帝之杖”天基动能武器。这篇报道称,上世纪80年代,美国率先开展这种武器的研究;进入21世纪,维持核霸权令美国财政和道义上都陷入重压,美国重启了“上帝之杖”的研制。但中国大有后来居上之势。

实际上,早在去年9月份,一则广泛传播的有关“一箭多星”潜在军事用途的消息就将中国与“上帝之杖”联系起来。这则消息称,“一箭多星”技术实际上就是美国人设想但从未实施的“上帝之杖”天基动能武器系统,而“上帝之杖”武器系统的威力“堪比小型核武器”,且“具备快速全球打击能力”。那么,“上帝之杖”真的就有那么神么?

关于“上帝之杖”的传言

关于“上帝之杖”,近些年各国媒体没少介绍,但是存在不少矛盾之处。中国百度百科上的不同介绍就颇具代表性。其中一部分介绍称,“上帝之杖”天基动能武器系统是美军2012年开始研制的一种太空武器,美军计划在2025年之前完成“上帝之杖”的部署。该项目计划依托太空平台搭载大量直径30厘米、长6.1米、重几吨的由钨、钛或铀制成的金属棒。这些高密度的金属棒可在卫星制导下,利用小型火箭助推和自由落体产生的巨大动能,在任何时间对地球上任何地区的高价值战略目标实施精确打击。“上帝之杖”天基动能武器系统将在太空发射,其发射的钨杆弹能以流星的速度(约11000米/秒、30倍音速)击中目标,其攻击能力强大、打击范围广,未来可能用于替代核武器。

不过,在百度百科的另外一段介绍中则这样描述:“上帝之杖”计划是利用太空平台搭载大量直径30厘米、长6.1米、重量达100千克的钨、钛或铀金属棒,这些安装了小型助推火箭的金属棒可以在几分钟之内依靠卫星制导对地球上任何地区的目标进行打击。金属棒从距离地面1000千米的太空倾泻而下的时速可达11587千米(约10倍音速),其产生的动能撞击可以比拟任何核武器。这一段介绍称,“上帝之杖”从太空发射后,不依靠任何弹药,完全依赖动能撞击来对目标产生破坏力,但攻击效果堪比核武器。“上帝之杖”打击目标时通常采取垂直攻击的方式,就像陨石撞击地球一样,因此它获得的动能巨大,打击地面时所产生的破坏力也相当大,其威力相当于一枚小型核弹,并能轻而易举地刺入地下几百米深的目标内部,只此一条即可让任何钻地炸弹黯然失色。据五角大楼宣称,他们计划在2025年之前完成“上帝之杖”的部署。对目标进行纯物理攻击。

还有媒体称,其实早在上世纪80年代,美军就有了研制“上帝之杖”的初步构想。“据称,美军的这一灵感主要来源于传说中的两起意外事故:一起是说曾有一名妇女被飞机卫生间掉下的冻结的尿柱砸死;另一起是说曾有人在帝国大厦无意抛下一枚硬币,该硬币却像子弹一样击穿了行人的脑袋。但是事实是,这是小说中描写的场景。”

显然,国内媒体对于“上帝之杖”的原始介绍上存在很大差异,而且富于戏剧化。由于对“上帝之杖”的介绍首先来自国外媒体,那我们来看看国外媒体是怎么介绍“上帝之杖”的。

美国大众科学网站2004年的一篇文章是这样介绍“上帝之杖”的:两颗卫星作为一套武器系统位于大约数百英里的地球轨道上。其中一颗的用途是瞄准和通信平台,而另外一个则携带大量的钨制重杆。“之所以要配两颗卫星,是因为两个平台的构型允许该武器通过发射一颗装有钨棒的新卫星进行弹药补给,这样就不需要替代整个系统。”文章称,钨棒最长达到20英尺(约6.1米),直径1英尺(约30厘米),能在不超过15分钟的时间内向目标实施轰炸。当地面发送指令后,瞄准用的卫星控制另一颗卫星投放其中一个飞镖。可制导的钨棒在热防护外罩的保护下进入大气层,以每秒钟36000英尺——相当于一颗流星的速度飞行。结果是将目标彻底损毁,哪怕目标深埋于地面之下。

不过《大众科学》并不认为这是一个正在进行的武器打击系统的研制计划,而是来自于科幻小说。该文认为这种动能武器的基本概念在上世纪50年代美国兰德公司设想将重杆装入洲际弹道导弹头部时大概就诞生了;而双卫星概念则是通过科幻作家JerryPournelle的一部科幻小说变得广为人知。

“上帝之杖”设想从天基发射钨棒直接攻击地面目标尽管五角大楼不愿说这项研究进行到了什么程度,甚至不愿确认目前进行的任何努力,以及这个概念是否存在。但是美国空军2003年11月出版的“美国空军变革飞行计划”在其未来天基武器蓝图中引用了“极高速杆束”的概念,美国空军报告中提到6.1米长,直径0.3米,打击速度为10马赫。在兰德公司另外一份名为“太空武器,地球战争”的报告中,几乎通篇都在讲这种技术的益处。

综合国内外的报道,我们现在可以大致描绘一下“上帝之杖”的轮廓。首先这是一种设想,“上帝之仗”的叫法则来自于科幻小说,目前类似的概念武器是否正在研制没有确切消息,但是很多研究机构进行过论证。它采用双平台,一个平台用于瞄准,另外一个用于携带重型钨棒。钨棒直径30厘米,长6.1米。关于其重量,有“数吨”和100千克之称,按照直径30厘米,长6.1米的钨棒来算,100千克显然是太轻了,通过密度和体积计算,大概是9吨左右。第二是速度,有10马赫(3450米/秒)和36000英尺/秒(11000米/秒)两种并存的说法,前者来自于美国空军相对严谨的报告蓝图,而且相对可行,而后者来源则不明。

“上帝之杖”的能与不能

很多专家都坚信,美国人正在进行相关技术的秘密研发。那么研发“上帝之杖”这类武器理论是不是可行,能不能达到人们预想的效果?通过一下几个问题的解答,我们对此有一个清晰的认识。

问题一:“上帝之杖”能否达到设想的精度?“上帝之杖”首先需要解决的是打击精度问题。如果只依靠动能来消灭目标,那么就必须把精度做的非常高。最起码要达到30米以内,10米以内是个理想的状态。这对于以第一宇宙速度在近地轨道飞行的飞行器来说,确实挺难。但是难不倒美国人。美国的“三叉戟”潜射弹道导弹的CEP已经达到了大约90米,这还只是上世纪80年代,依靠惯性制导和天文制导技术达到的水平。美国在研制“和平卫士”洲际弹道导弹时,其采用分导式多弹头的能够命中30米内的目标,这是只依靠惯性制导达到的精度。在当今的技术条件下,加之GPS制导技术的运用,让“上帝之杖”达到10~20米的精度,应该不是问题。

按照设想,“上帝之杖”主要由两部分组成,但是其携带杀伤器的部分重量可达上百吨,经济上很不合适

从技术角度看,“上帝之杖”在跟踪瞄准、精确攻击方面不存在障碍,但使用便利性、灵活度、成本方面不如地基战略武器问题二:“上帝之杖”速度有多快?关于“上帝之杖”的打击速度,有两种说法:一种是大约10马赫,也就是3450米/秒;另一种就是大约11000米/秒,接近第二宇宙速度。通常洲际导弹、航天器再入大气层后由于受到巨大的空气阻力,再入过程是一个减速的过程。这个再入速度通常是22倍音速,最后接地速度10马赫是正常的。以第一宇宙速度进入大气层之后,在触地的时候还要达到第二宇宙速度,这就不是靠重力能够解决的。必须依靠助推火箭,而这种助推火箭个头肯定也不小。而且,这种加速必须经历一个复杂的过程。在轨飞行的“上帝之杖”不能直接加速,否则有飞出地球轨道的可能,必须经历一个减速的阶段,待其对准地球下坠后,再进行加速。而要将9吨左右的杀伤器加速到接近第二宇宙速度的11千米/小时,其助推火箭也需要有数十吨重。所以将其加速到第二宇宙速度是一件得不偿失或者是不可能的事情。有国外专家认为,在这个速度下,其防热技术要求之高要超过任何一款返回地面的航天器,钨棒会被汽化。实际上,绕月飞行的航天器以接近第二宇宙速度返回时,都会进行复杂的能量管理机动,以便降低再入速度,减少大气烧蚀。当然在速度方面,完全也可以知难而退,即便不达到22倍音速,那怕达到10倍音速,也是目前任何一种飞机投放的钻地弹所不能比拟的。X-37B的实际能力被夸大,如果不加以大幅改进,在军事领域该机的实用性不佳

美国B-2轰炸机可携带GBU-57巨型钻地弹进行洲际攻击,具备很大灵活性

GBU-57巨型钻地弹的巨大战斗部。这种炸弹装药量为2.4吨,最大钻深60米问题三:“上帝之杖”威力是否堪比核武器?关于“上帝之杖”,流传着这样一个说法,就是其威力堪比核武器。但实际上,仅仅依靠钨棒的动能,其破坏力是十分有限的。其杀伤力根本无法和哪怕最小的战术核武器相提并论。如果按照6.1长,0.3米直径的钨棒以10马赫速度触地的话,根据最基本的动能公式,其动能相当于11.5吨TNT当量(或7.2吨硝酸甘油炸药),而这样一个钨棒自身的重量大约9吨。也就是说,通过常规手段投送的常规炸弹或者弹头与等质量的钨棒的能量相似,而其效费比和实用性远远超过太空中的钨棒。某些资料暗示其触地速度达到36000英尺/秒(11000米/秒)也就是相当于第二宇宙速度(上面的分析表明达到这个速度是很难的),那么上述钨棒的动能将接近120吨TNT当量,仍然与核武器的威力相去甚远。

更重要的是,无论是核武器,还是依靠炸药的化学能的爆破弹,其释放方向都可呈360度无死角释放或者定点释放。如果是一枚钻地航爆弹,那么通过采用智能引信,可以选择在建筑物的哪个部分或者是哪个楼层爆炸,而将所有能量都所要攻击的目标附近。而“上帝之杖”则一打一条线,只能是朝着运动方向释放其能量。甚至攻击地面大型目标时,可能因为无法将所有能量都释放在目标上,反而造成无法有效摧毁地面目标。可见,“上帝之杖”对付地面目标时,在能量传递方面,不仅没有任何优势,反而远远逊色于常规弹药。

问题四:“上帝之杖”能否钻入地下数百米?在人们印象中,“上帝之杖”的最大优势便是对地下目标的打击,凭借着“流星一样的速度”赋予的动能,足以穿透地下数百米的掩体。事实可能远非如此简单。

速度大确实有利于提高钻地弹的钻深,但是任何钻地弹都是有它的极限钻深,超过这个深度极限,速度再增高,其钻深不会有明显加大,而会使得钻的“洞”变大。这个极限钻深是和弹体的长度有关的。经典理论认为,钻地弹的最大钻地深度可以达到长度的8倍左右。6米长的穿甲弹体,最多能穿透大约50米厚度的钢筋混凝土层,而目前的最大的常规钻地弹已经完全能够达到这个指标。之前洲际导弹、远程导弹的再入弹头速度都不小,但迄今为止,没有一种弹道导弹的弹头是纯粹的重金属杆,一些专门的钻地弹道导弹,也是在很长的钻地弹头内部,填充足量炸药,最终依靠炸药的化学能消灭目标。这也充分说明这种纯粹靠动能进行杀伤的设计并不可取。

问题五:“上帝之杖”能否一小时打遍全球?关于“上帝之杖”,另一个传言就是,它能够一小时打击全球,甚至15分钟打击世界上任何一个目标。毕竟,其以第一宇宙速度在轨道飞行,又在天上,想打哪就打哪,又快又方便,但这实际上只是想当然。

“上帝之杖”如果实现,也必然是在距离地球数百千米的近地轨道,那么它绕地球一圈将需要一百多分钟,这还是绕地球一圈,而不是绕某一个目标的回归周期。如果目标在它的轨道两侧很远,那凭借钨棒的空气动力特性,它不可能侧向机动很远,当然也够不着,那就只能依靠地球自转和它围绕地球的公转的综合作用,慢慢移动到目标附近。他对一个目标的回归周期通常会以天为单位。在一些需要的时间,它们可能距离计划的目标很远,一旦这两颗卫星错过了某个目标,他不能拐弯机动,更不能调头返回,就只能等下次通过的时候,这至少需要几十分钟,甚至需要数天。那种15分钟(这个时间大概是洲际弹道导弹攻击洲际目标所用时间的一半)便可打击目标的一个前提是,近地轨道上要维持6~ 8套这样的系统才能达到这样的效果,但是经济上是目前任何国家都不能承受的。分导式多弹头。因为战略导弹的发射在地面,其可靠性、可控性高于天基发射

多弹头弹道导弹再入大气层进行攻击的壮观场面问题六:“上帝之杖”能不能实现?从技术上讲,研制“上帝之杖”是可行的。要把这些“上帝之杖”送入近地轨道,按照现在火箭的运载能力,应该不是不可克服的困难。但问题在于,正如上面讨论的,“上帝之杖”的打击效果远不如想像的那么强大,加之运行在近地轨道的“上帝之杖”还很容易被反卫星武器甚至反导武器击落,这就极大限制了其自身的发展。

另外一个巨大的问题就是成本问题。一根“上帝之杖”就有将近9吨重,如果一组10根“上帝之杖”,加上承载结构,肯定超过100吨,这就相当于一个太空站了。向近地轨道发射卫星,是要以千克计算价钱的。加之对这个太空站进行维护,包括维持高度,不要说6~8套,就是一套这种“上帝之仗”在现有的发射成本之下,都是哪怕最富有的国家都很难承受的起的。美国《大众科学》网站2004年的那篇文章就认为,如果所谓的“上帝之杖”——这是一种很难找到源头的非正式的昵称——想要实现的话,没有至少15年是不行的。向太空中发射钨合金杆需要远比今天的技术更为廉价的火箭技术。《大众科学》认为,一个更好的解决方案是实现其原始的设想,将钨棒放到洲际弹道导弹的头部,这样其速度相对较低,再入大气层后不会因为大气摩擦而被汽化。而且ICBM相对也没那么贵,又因为它们位于地球上,抵达目标需要的平均时间会更短。

“上帝之杖”选择钨金属的原因,是它硬度高、熔点高,常温下不受空气侵蚀。民用主要为制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具等。军事上可以制造火箭推进器喷嘴、穿甲弹等,极具价值。中国是世界上最大的钨储藏国客观看待天基武器系统

近些年来,天基系统确实吸引了众多目光,但是这些天基系统并不像人们想像的那么“神”,人们看待天基武器系统,特别是天基对地打击武器系统,还是要更客观一些。

人们对“上帝之杖”的误解,就颇具代表性。而另外一个典型的例子就是X-37B。当年X-37B刚刚上天,就被视为“太空战斗机”。不少媒体将它与F-22比速度、比高度,还比出了“巨大优势”,不仅比F-22飞得快,飞得高,仿佛X-37B专门是来代替F-22的。殊不知,X-37B要是在轨道上“踩一脚刹车”,就会落入大气层成为任何一种战斗机的靶子。而在大气层外,该航天飞机的也受限于燃料携带量无法进行频繁而广泛的变轨,更无法拐弯。

紧接着,X-37B又被化身为对地面目标实施攻击的超级武器。实际上,X-37B对地面目标实施攻击也会面临“上帝之杖”相似的问题。其时敏性并不像大家想像的那么快,其对地面目标的攻击武器威力也没那么大。仅靠X-37的那皮卡大小的货舱,其装载的常规武器重量和体积都极为有限,利用它进行对地打击的效能和效费比都很低。X-37B所能做的任何一件事,实际上都能用更低的成本来实现。

应该说,对天基武器和其它航天武器的重视或者说担忧是一个世界性的趋势。即便是美国也是如此。每当中国或者俄罗斯往天上发射点什么,美国人就会“坐不住”。在美国人看来,中国能发射到天上的东西,大概只有两个用途,一个是“反美国的卫星”,另一个就是为反美国的卫星服务。《华盛顿时报》去年的一份报告详细列举了一份别国的太空武器清单,从硬杀伤的反卫星导弹、“共轨卫星杀手”,到软杀伤的干扰和屏蔽技术,似乎都是冲着美国卫星去的。以至于有专家认为美国人得了“航天受迫害妄想症”。

说到底,人们重视天还是因为“天”对于当今的战争太重要,毕竟“谁控制了太空,谁就控制了地球”对人们的影响太大了。但是再重要,对于天基武器还是要冷静看待。

[编辑/行健]

上一篇回2016年11月第11期目录 下一篇 (方向键翻页,回车键返回目录)加入书签

© 2016 毕业论文网 > “上帝之杖”大起底