「飛彈防禦」 (Missile Defense)

「高超音速飛彈」一系列文章向讀者介紹:高超音速飛彈科技、種類、推進系統,並在中美俄三國發展現況中提到:美國是在可變換軌道的高超音速飛彈發展上落後於中俄兩國,可能因為是美國在上世紀末ICBM技術成熟後,轉向發展「飛彈防禦」(Missile Defense) 1– 我們就在這篇為讀者介紹這個主題。

 

作者上世紀在美國的太空產業 (Space Industry) 2 四年工作經驗中,有兩件事值得回憶:一是「戰區導彈防禦」 (Theater Missile Defense, TMD) 3、另一則是「空氣輔助飛行實驗」 (Aeroassist Flight Experiment, AFE):前者與雷根總統在1980年代末期倡議的「戰略防禦計畫」(Strategic Defense Initiative, SDI) 相關,其中TMD就是「薩德反飛彈系統」(Terminal High Altitude Area Defense, THAAD) 4 的前身;後者則與老布希總統在1990年代初期倡議的「星際探索計畫」(Space Exploration Initiative, SEI) 相關,希望透過AFE (參見附圖) 蒐集高超音速流場 (Hypersonic Flow) 的實驗數據,作為未來星際間航行器的設計參數。

圖片來源:NASA在1990年代研發的AFE (Aeroassist Flight Experiment) 1

 

歷史與演變

在介紹飛彈防禦系統前,我們先介紹一下美國推動飛彈防禦系統的簡單歷史及執行機構的演變。上一節提到美國雷根總統 (Ronald Reagan, 任期: 1981 – 1989 ) 任內主導「戰略防禦計畫」(Strategic Defense Initiative, SDI),當時「彈道導彈防禦機構」(Ballistic Missile Defense Organization, BMDO)成立目的為推動高端彈道導彈的研發計劃,同時也發展彈道導彈防禦科技 (Ballistic Missile Defense, BMD);BMDO於1984年7月被併入「戰略防禦計畫組織」(Strategic Defense Initiative Organization, SDIO);一年後,又被併入為「美國陸軍戰略防禦司令部」(U.S. Army Strategic Defense Command)。

柯林頓總統任職期間 (Bill Clinton, 任期: 1993 - 2001),SDIO於1993年被更名為BMDO,負責重點從「國家導彈防禦」(National Missile Defense, NMD) 轉向為「戰區導彈防禦」 (Theater Missile Defense, TMD),意即從全球 (global) 部署轉為區域(regional) 部署。到了1998年, 當時的國防部長William Cohen 提議增加美金66億經費,再將飛彈防禦重點從TMD轉回NMD,以防範北韓的飛彈攻擊,以及如果與中俄擦槍走火所遭受飛彈攻擊的風險。小布希總統任職期間 (George W. Bush, 任期: 2001 - 2009),BMDO於2002年再被更名為「飛彈防禦署」(Missile Defense Agency, MDA)7

 

飛彈防禦

讀者是否會被這麼多專有名詞及字母縮寫 (acronym) 搞得一頭霧水? 飛彈防禦的概念最早來自於二戰結束前 (1940年代末期),馮·布朗 (Wernher von Braun) 開發出V2火箭開始 – 既然有發射飛彈 (或稱火箭) 的一方,就有防禦不遭受飛彈攻擊的一方;飛彈防禦概念的形成從上世紀1960年代洲際飛彈 (ICBM) 技術成熟後,就不斷在演變中,上一節提到的SDIO、BMDO、到MDA等機構的演變只是針對1980年代到21世紀初這段歷史。

這節提到的「飛彈防禦」:TMD、NMD、GMD,可以用以下的附表與附圖作簡單整理,例如NMD系統的主要組成部分包括:早期示警衛星 (Early Warning Satellites)、陸基導彈攔截 (Ground-based Interceptor)、升級版早期示警雷達 (Upgraded Early Warning Radars)、X波段雷達 (X Band Radars)、太空飛彈追蹤系統 (Space-based Tracking System)、戰場管理中心 (Battle Management Center)、攔截飛彈飛行中通訊系統 (In-Flight Interceptor Communications System)。

附圖來源:NMD (National Missile Defense) 主要組成部份 8

 

NMD 是柯林頓擔任總統時期的飛彈防禦重點 (參見上表),小布希總統上台後,將飛彈防禦重點放在「陸基導彈中段防禦」(Ground-based Midcourse Defense, GMD)9  針對攻撃美國本土的ICBM威脅,系統包括「陸基導彈攔截」(Ground-based Interceptor, GBI)10、前置雷達、示警衛星等;早期預警系統還包括海軍「神盾艦雷達」 (Aegis Radar)11  (參見下圖)。

附圖來源:彈道導彈防禦 (Ballistic Missile Defense, BMD) 1

 

從上表及上圖的說明,飛彈防禦系統有太空中衛星、陸基與海基的雷達、甚至無人機 (UAV)上的前置示警裝置;攔截飛彈可以從陸基發射(GMD/TMD/THAAD),也可以從飛機或艦艇上發射;偵測與攔截段可以在推升段(Boost Phase)、中間段 (Midcourse – 高度最高、飛行速度最慢)、最後段 (Terminal Phase);攔截的方式可以用飛彈 (有爆裂物)、物體 (無爆裂物) 或雷射 (高熱能)。

 

結論

在結束本篇內容前,作者希望讀者能夠對「飛彈防禦」的來源、演變與種類能夠有一個清楚的概念,例如

戰略性 (Strategic):主要是針對能夠攜帶核彈頭的長程洲際飛彈 (ICBM)、飛行速度為7 km/s (15,700 mph) – 俄國防衛首都莫斯科的A-135系統 (屬於regional system)、美國的GMD (屬於national system)

戰區性 (Theater):主要是針對能夠攜帶傳統彈頭的中長程飛彈 (MRBM / IRBM) 、飛行速度為3 km/s (6,700 mph) 以下–半徑數百公里的戰區飛彈防禦,包括美國的THAAD、俄國的S-400及以色列的Arrow飛彈防禦系統

戰術性 (Tactical):主要是針對能夠攜帶傳統彈頭的短程飛彈 (SRBM) 、飛行速度為1.5 km/s (3,400 mph) 以下–「戰術反導彈飛彈」(Tactical Anti-Ballistic Missile, ABM) 射程約為20 – 80 km,包括美國愛國者飛彈 (NIM 104 Patriot)、俄國S-300

本篇科普文章無法涵蓋超過半個世紀「飛彈防禦」(Missile Defense) 的完整演變,也無法針對科技細節展開說明,只能夠提供一個大略的框架;如果有興趣深入研究這個主題的讀者,可以從附註中再深入研讀。

 

附註一、「飛彈防禦」(Missile Defense)

https://en.wikipedia.org/wiki/Missile_defense#Classified_by_trajectory_phase

附註二、生命饗宴:三十年,十種產業,屢敗屢戰的波瀾人生,第二章 蒼穹之上

https://www.amazon.com/product-reviews/B097CTSYCV 

附註三、「戰區導彈防禦」 (Theater Missile Defense, TMD)

https://www.britannica.com/topic/theatre-missile-defense

附註四、「薩德反飛彈系統」(Terminal High Altitude Area Defense, THAAD)

https://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_High_Altitude_Area_Defense

附註五、「彈道導彈防禦機構」(Ballistic Missile Defense Organization, BMDO)

https://en.wikipedia.org/wiki/Ballistic_Missile_Defense_Organization

附註六、「國家導彈防禦」(National Missile Defense, NMD)

https://en.wikipedia.org/wiki/United_States_national_missile_defense

附註七、「飛彈防禦署」(Missile Defense Agency, MDA)

https://en.wikipedia.org/wiki/Missile_Defense_Agency

附註八、"Countermeasures: A Technical Evaluation of the Operational Effectiveness of the Planned US National Missile Defense System" (PDF). MIT Security Studies Program. Archived from the original (PDF) on September 2019.

https://web.archive.org/web/20190926012629/https://www.ucsusa.org/sites/default/files/legacy/assets/documents/nwgs/cm_all.pdf

附註九、「陸基導彈中段防禦」(Ground-based Midcourse Defense, GMD)

https://en.wikipedia.org/wiki/Ground-Based_Midcourse_Defense

附註十、「陸基導彈攔截」(Ground-based Interceptor, GBI)

https://en.wikipedia.org/wiki/Ground-Based_Interceptor

附註十一、神盾戰鬥系統(Aegis combat system)

https://zh.wikipedia.org/wiki/神盾戰鬥系統


作者:

王志强 博士曾任美國麥道太空系統公司 (MDSSC) 的空氣動力學專家 (Senior Technical Specialist),1992年返台加入台翔航太(TAC)協助發展民航機產業;他的斜槓人生還擔任過:安達信 (Andersen Consulting) 企業戰略經理,中國和光集團戰略長、鴻海董事長特別助理、友達光電(AUO)營銷高階主管、美國林肯電氣 (Lincoln Electric)在台合資公司廣泰執行副總、美世顧問 (Mercer) 台灣區總經理、以及上海佳格 (Shanghai Standard Foods) 營運長。

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