前言：下一代“過頂持續(xù)紅外”系統(tǒng)(Next-Gen OPIR)是美國繼“國防支援計劃”(DSP)衛(wèi)星系統(tǒng)和“天基紅外系統(tǒng)”(SBIRS)之后規(guī)劃的新一代高軌預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)將在未來接替SBIRS系統(tǒng)，為美國提供天基全球?qū)楊A(yù)警能力。

系統(tǒng)概況

美軍認(rèn)為，面對俄羅斯、印度等國家不斷發(fā)展和部署的彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、高超聲速武器等對其本土構(gòu)成了威脅，以及激光武器、微波武器、動能反衛(wèi)星武器等對其太空資產(chǎn)構(gòu)成了威脅的情況。未來的天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有彈性能力和更強的生存能力。2018年,美國空軍宣布取消采購SBIRS-GEO-7/8衛(wèi)星的計劃,將這些資金配置給Next-Gen OPIR系統(tǒng)。

美國太空部隊(USSF)太空系統(tǒng)司令部(SSC)的Next-Gen OPIR項目辦公室負(fù)責(zé)確保太空和地面部分協(xié)同工作，其任務(wù)是協(xié)調(diào)主承包商和分包商,以開發(fā)空間和地面部分的傳感器、軟件和電子設(shè)備等。

Next-Gen OPIR計劃分為Block 0和Block 1兩個階段部署。

l Block 0設(shè)計為3顆地球同步軌道衛(wèi)星(覆蓋中緯度地區(qū))和2顆極地軌道衛(wèi)星(覆蓋高緯度地區(qū))組網(wǎng)運行。美國太空部隊計劃2025年發(fā)射首顆GEO衛(wèi)星,2028年發(fā)射首顆極地軌道衛(wèi)星,最終在2029年前完成5星組網(wǎng)。為此，美國太空部隊預(yù)計到2025年將在Next-Gen OPIR項目上花費144億美元。

l Block 1將于2026年開始研制,可能增加2顆GEO衛(wèi)星,具體方案和技術(shù)要求并未確定。

項目承包情況

地球同步軌道衛(wèi)星

Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星的主承包商是洛克希德·馬丁公司(簡稱洛馬)。2018年8月，洛馬公司獲得原太空和導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(現(xiàn)太空系統(tǒng)司令部)授予的一份價值29億美元的合同，用于開發(fā)3顆Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星。2021年1月，洛馬公司再次獲得49億美元的Next-Gen OPIR項目變更合同，用于支持3顆GEO衛(wèi)星的制造、裝配、集成、測試和交付，以及地面系統(tǒng)和傳感器處理軟件的開發(fā)。

極地軌道衛(wèi)星

Next-Gen OPIR系統(tǒng)極地軌道衛(wèi)星的主承包商是諾斯羅普·格魯曼公司(簡稱諾格)。2018年8月，諾格公司獲得了一份價值4700萬美元的合同,開始設(shè)計極地衛(wèi)星。2020年5月,美國太空部隊授予諾格公司一份價值23.7億美元的第一階段合同,用于開發(fā)兩顆極地軌道衛(wèi)星。

諾格公司Next-Gen OPIR極地衛(wèi)星渲染圖

地面系統(tǒng)

美國太空部隊預(yù)計將花費20億美元用于建設(shè)“未來作戰(zhàn)彈性地面演進”(FORGE)平臺，該項目旨在將天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)的封閉式軟件架構(gòu)更換為開放的系統(tǒng)平臺，并重點開發(fā)Next-Gen OPIR衛(wèi)星的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。2020年1月28日，美國雷神技術(shù)公司宣布，該公司獲得了美國空軍價值1.97億美元的合同，用于設(shè)計FORGE平臺，以收集和處理來自SBIRS系統(tǒng)和Next Gen OPIR系統(tǒng)的任務(wù)數(shù)據(jù)。

寬視場(WFOV)衛(wèi)星

2020年4月6日，L3哈里斯技術(shù)公司獲得美國太空部隊一項930萬美元的合同，用于研發(fā)和建造WFOV衛(wèi)星。

項目進展

地球同步軌道衛(wèi)星

諾斯羅普·格魯曼/鮑爾航空航天團隊將為一顆Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星提供有效載荷，該團隊計劃于2023年向洛馬公司交付有效載荷，以支持太空部隊2025年的發(fā)射任務(wù)。該團隊設(shè)計的有效載荷已于2020年6月24日通過了美國太空部隊的初步設(shè)計審查(PDR)，并于2021年8月5日通過了關(guān)鍵設(shè)計審查(CDR)。2021年11月，該團隊完成了有效載荷生產(chǎn)周期中的三輪測試,包括環(huán)境功能測試、熱真空測試和聲學(xué)測試。

雷神技術(shù)公司將為兩顆Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星提供有效載荷，2021年8月17日,雷神技術(shù)公司完成了GEO衛(wèi)星有效載荷的關(guān)鍵設(shè)計審查。2022年1月27日，該公司完成了GEO衛(wèi)星有效載荷的熱真空測試。

上述公司和團隊的開發(fā)的有效載荷最終將集成到洛馬公司的LM2100衛(wèi)星平臺上，目前尚未決定首顆GEO衛(wèi)星搭載的有效載荷。

洛馬公司Next-Gen OPIR GEO衛(wèi)星渲染圖

極地軌道衛(wèi)星

Next-Gen OPIR極地軌道衛(wèi)星將在SBIRS-HEO退役后完成接替。相對于SBIRS-HEO載荷(該載荷搭載于美國軍用偵察衛(wèi)星上)，Next-Gen OPIR極地軌道衛(wèi)星由于增加了監(jiān)測高超聲速武器的任務(wù)，在技術(shù)上必然需要質(zhì)的飛躍。

2022年3月1日，諾格公司宣布，兩顆Next-Gen OPIR極地軌道衛(wèi)星的有效載荷將由諾斯羅普·格魯曼/鮑爾航空航天團隊制造。該團隊還將執(zhí)行系統(tǒng)工程、飛行硬件以及地面系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。

寬視場(WFOV)衛(wèi)星

WFOV衛(wèi)星旨在解決Next-Gen OPIR系統(tǒng)研發(fā)過程中的技術(shù)問題，包括測試新的大尺寸焦平面紅外傳感器、開發(fā)地面算法以處理傳感器數(shù)據(jù)等，試驗結(jié)果還將用于制定Next-Gen OPIR Block 1的技術(shù)要求。

WFOV衛(wèi)星設(shè)計壽命3～5年，總重量達(dá)3000千克，有效載荷超過350千克。衛(wèi)星采用波音千禧空間系統(tǒng)公司提供的“天鷹座”(Aquila)M8中型平臺，星載凝視探測器由L3哈里斯技術(shù)公司提供。2022年7月2日，WFOV衛(wèi)星作為美國太空部隊USSF-12飛行任務(wù)的一部分成功發(fā)射，隨后部署于地球同步軌道。

WFOV衛(wèi)星

小結(jié)：在系統(tǒng)布局方面，Next-Gen OPIR系統(tǒng)與美軍現(xiàn)役的天基紅外系統(tǒng)相似，其中GEO衛(wèi)星負(fù)責(zé)監(jiān)控全球,極地軌道衛(wèi)星負(fù)責(zé)監(jiān)控北極上空,主要針對中俄。在系統(tǒng)能力方面，Next-Gen OPIR系統(tǒng)則有了較大提升：一方面衛(wèi)星采用超大面陣多波段紅外陣焦平面探測器增強了探測能力，其次衛(wèi)星采用增強型LM2100平臺增加了生存能力、機動性以及在軌補給能力，此外美軍推進“未來作戰(zhàn)彈性地面演進”(FORGE)系統(tǒng)建設(shè)以增強地面數(shù)據(jù)處理能力。未來該系統(tǒng)全面部署后將顯著增強美國的導(dǎo)彈預(yù)警能力，對各國的導(dǎo)彈作戰(zhàn)產(chǎn)生極大影響。(轉(zhuǎn)載自：太空與網(wǎng)絡(luò))

參考資料

[1]United States Space Force Next Gen OPIR GEO Program completes Block 0 GEO Space Vehicle Critical Design Review.

[2]Northrop Grumman Completes Preliminary Design Review for Next-Generation Overhead Persistent Infrared Subsystem.

[3]Northrop Grumman to Provide Next-Generation Missile Warning Satellites for US Space Force.

[4]Next-Gen OPIR Block 0 moves on after thermal vacuum tests.

[5]Raytheon wins Air Force contract for ground system to process missile warning satellite data.