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光电传感器是快速导弹防御成功的关键

时间:2022-09-08 来源:

  

  事实上,光电传感器是射速导弹防御最重要的,光电传感器是射速导弹防御最重要的部分。

  术语“光电传感器”包含广泛的传感器技术和应用。从根本上说,光电(E/O)传感器是一种电子探测器,可以将光或光的变化转换为电子信号,并对其进行分析,以触发预设响应。

  任何E/O传感器的能力取决于以下限制:分辨率和灵敏度的结合,以及像素化。分辨率意味着我们可以有效地看到小目标。灵敏度是指在被噪声吞噬的环境中提取信号的能力。像素化是指传感器图像的取样。

  美国/盟友分层射速导弹防御系统的一部分是爱国者先进能力-3弹道导弹拦截器,光电传感器可以帮助提供攻击导弹的信息。

  射速导弹防御的导弹发射探测器可以在凌乱的背景中找到极其明亮的光点。

  目前,机动威胁继续得到发展和部署。虽然高超音速滑翔机和导弹导弹在第二次世界大战前首次被提出,但现在的技术进步只是使这些系统可行。2016年,俄罗斯和一个国家宣布成功发射高超音速滑翔机。

  导弹发射探测器可能是陆地、海洋、空中或空间。许多导弹防御倡导者呼吁增加轨道传感器,这是其他全天候全天候监测传感器无法比拟的——特别是当目标发射中心位于敌人深度的空域时,如朝鲜。

  需要红外线

  “美国导弹防御局(BMD)具体任务是检测、跟踪和区分来袭目标,”托马斯卡拉科御计划负责人、战略与国际研究中心国际安全项目高级研究员托马斯卡拉科说。“第一个是红外线[红外线]。在跟踪威胁组目标时,需要不同的技术来区分目标,以便发射车辆可以攻击最具威胁性的目标并绕过其他部分。这是解决方案的挑战。”

  卡拉科说,考虑到今天的威胁,最重要的是在不等待下一代技术的情况下安排可行的导弹检测传感器。“从政策的角度来看,重要的是我们不应该等待最好的。太空传感器的部署不是一个真正的技术问题,而是一个政治和成本问题。目前,该产品具有较强的技术能力,可用于强大的太空导弹防御部署,无需等待更先进的技术。“

  他补充说,天基传感器层是20世纪20年代速度导弹防御中最重要的下一步,目的是应对新导弹的出现,不仅是弹道导弹,而且是高度和射程的各个方面。天基的部署可以提供更好的有益位置,更强的持久性和不同的观点对导弹中间的威胁云。

  低地球轨道(LEO)红外线卫星可以从侧面观察威胁云。它不仅可以观察弹头和其他物体的雷达横截面积,还可以观察其热量特性与空间的冷背景之间的对比度。将以下地面雷达与在上部轨道上运行的光电传感器相结合,可以极大地帮助拦截器找到目标。

  “这将是从决定到全面部署的几年,但是现在更有理由开始,”卡拉科说。“目前,我们有一个以雷达为主的系统,需要增加容量,以便花费时间来获得应对各种威胁的额外能力,而不仅仅是大型洲际弹道导弹。

  “对于各种传感器,我们应该使用各种解决方案。陆基雷达,我们严重依赖一种技术,”Karako继续说道。“随着威胁的变化,我们应该向前迈进,以增加多样性和应对能力。我们将需要多种能力来应对当前的威胁和未来可能的威胁——而不是任何银子弹系统。“

  2017年4月,美国马里兰州帕塔克森特河无人飞行任务控制系统(UMCS)演示,美国海军模拟了未来MQ-25的运转。

  多弹头杀伤

  目前,导弹防御局正在努力杀死更多的车辆(MOKV)技术风险降低计划,它将使用它E/O为了提高系统的可靠性,降低整体成本,科学技术的最新进展,BruceJurcevich他说,这是美国佛罗里达州奥兰多市洛克希德马丁导弹与火控公司-高级拦截系统的项目总监。

  “E/O在导弹防御应用中,传感器的进步可能会缩短多源信息融合、生存和可靠性的响应时间,”Jurcevich说。

  洛克希德·马丁公司是三家承包商之一——与雷神导弹系统公司和波音公司的国防部门、空间和安全公司——与MDA签订合同用于定义MOKV概念验证原型,展示风险降低步骤,评估其概念的技术成熟度,并选择技术以最小化设计风险。

  “在过去的10年里,E/O提高了传感器的材料、可生产性、更大的波长能力和更低的光谱响应能力,”Jurcevich说。“展望未来,我认为我们将继续关注减少E/O传感器成本。与此同时,能力将提高到包括人工智能、多感官数据处理机学习、传感器组合、自主系统管理以及更广泛的光谱容量。

  “最先进的红外传感器尺寸多样,可以在从短波长到长波长传感器的所有光谱波段中运行,背景噪声性能极低,”Jurcevich继续说道。“紫外线传感器采用各种先进的基底材料,可用光电二极管、光电池和倍增器探测器测量紫外线辐射、光谱响应、噪声和暗信号。”

  战略与国际研究中心于2017年4月发布“2020年导弹防御:后续步骤保卫家园”报告中,Karako及其合作者IanWilliams和WesRumbaugh指出“没有比传感器和指令更好的导弹防御系统——和控制系统,确定威胁的位置以及如何杀死它。

  作者写道:“虽然拦截器经常能够捕捉到目标,但传感器是导弹防御战斗中未被充分认识的骨干。”“整个阻断周期需要传感器:早期预警、跟踪、火力控制、区分和杀伤评估。土地导弹防御依赖于来自各种基础、海基雷达和卫星的传感器信息。”

  美国陆军红隼眼卫星从国际空间站部署。光电纳米卫星将使战略指挥官能够同步行动,抓住主导地位,保持近乎实时的感知。

  指挥与控制

  射速导弹防御传感器向科罗拉多斯普林斯的施里弗空军基地地面中部提供相关目标信息(GMD)消防设备。指挥、控制、作战管理和通信(C2BMC)在软件的支持下,系统在飞行中阻塞通信系统(IFICS)数据终端(IDT)在飞行过程中,将此信息集成并传输到地面拦截器。

  美国导弹防御局的天基部分包括近半个世纪以来的地球同步部分(GEO)红外卫星国防支轨道上的支持计划(DSP)星座,GEO高椭圆轨道空基红外系统(SBIRS)2006年进入高地轨道,2011年进入高地轨道GEO替代DSP和LEO可变波段红外空间跟踪监控系统演示器(STSS-D),为太空导弹提供持续深入的传感器覆盖。STSS-D推出于2009年,但尚未完全整合。

  2017年5月,使用E/O传感器检测和跟踪导弹发射的空基础,地基和海基系统的结合,反映了夸贾林环礁在夏威夷和西太平洋关岛之间发射的洲际杀伤联盟目标。最初,道路拦截器是在加利福尼亚州中部范登堡空军基地的综合传感器数据指导下发射的(GBI)。一旦进入太空,GBI它将释放一种外部大气杀伤车辆(EKV)。

  这是EKV新功能增强的第一个完全阻塞检测——我使用自己的板载光电传感器来定位和碰撞目标。GBI或任何其他BMDS第一次阻部件ICBM。

  “这次测试的成功将使MDA可以实施到2017年底提供44GBI承诺。我们计划在2018财年第四季度进行FTG-11运行阻挡航行检测,这将确认GMD能力系统和ICBM两个系列目标GBI齐射接合,“前MDA主任Syring告知立法者。


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