紀永添專欄:令美國震驚的中國新型高超音速飛彈是何方神聖?

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英國《金融時報》報導,中國已成功進行數次不尋常的高超音速(hypersonic)飛彈試射,而引起美國的憂慮。相較於之前已曝光的高超音速武器,這次試射可能採用了「部份軌道轟炸系統(Fractional Orbital Bombardment System , FOBS)」的太空技術,理論上沒有射程的限制,可以從各個方向攻擊美國本土。再加上使用能攜帶核武的高超音速滑翔載具(HGV)做為彈頭,其威脅性遠遠超過傳統的洲際彈道飛彈或目前的高超音速飛彈。雖然傳出美國軍方極為震驚中國已掌握這樣的科技,不過「部份軌道轟炸系統」並非是今日才出現的新型武器,遠在冷戰時期前蘇聯就已經發展過,美國在雷根時代的星戰計畫中,也曾出現過類似概念的武器設計,但因為諸多的原因最後都放棄。現在中國重新發展這種武器,可能代表有所突破,的確值得進一步關注。

「部份軌道轟炸系統」並非新型武器

傳統的地對地彈道飛彈與「部份軌道轟炸系統」相同之處,都是把飛彈射入太空之中,而不同之處,在於地對地彈道飛彈並不會進入地球軌道。因此地對地彈道飛彈的彈體在抵達彈道的最高點以後,彈頭會掉落回地面。有些設計會繼續為彈頭加速,再加上地球本身的重力加速度,最後彈頭會以數倍音速垂直落下,高速攻擊目標。但「部份軌道轟炸系統」在把飛彈射入太空之後,會將彈體送入地球的低軌道中,不會立即重返地表。因為在地球軌道上的物體,理論上會不斷繞行地球,不再需要額外的動力,所以這種「部份軌道轟炸系統」的射程,沒有任何限制。等彈體繞行到目標上空後,再釋放出彈頭,向下俯衝攻擊目標,一樣利用重力加速度,獲得彈道末端的高速。由於這種武器利用了部份的地球軌道,才會被稱為「部份軌道轟炸系統」。

地對地彈道飛彈的彈道示意圖(作者繪製)。

前蘇聯在成功將人類第一顆人造衛星送入地球軌道後,就開始思考如何將這些太空技術運用在軍事領域,「部份軌道轟炸系統」的概念於是萌芽。1960年代開始後不久,前蘇聯軍方展開了數個發展計畫,但因各種技術問題與政治因素,最後只有一款R-36O繼續發展。R-36O是R-36洲際彈道飛彈的衍生型之一,這是一個非常有野心的計畫,打算同時發展洲際彈道飛彈、太空載運火箭與「部份軌道轟炸系統」,以一個火箭載具為基礎,來滿足不同的用途。最後這個計畫成功試射並進入量產,其中R-36O的「O」,就是「Orbit/Орбита」軌道之意。前蘇聯一開始先小規模生產R-36O並部署在中亞地區,由於其攻擊範圍覆蓋美國全境與整個歐洲,曾引起極大關注。不過後來R-36O並沒有大量服役,並在1980年代陸續退役,也沒有展開後續型號的研發。

部份軌道轟炸系統的彈道示意圖(作者繪製)。

這種「部份軌道轟炸系統」曾被前蘇聯寄予厚望的原因,在於傳統彈道飛彈的彈道比較高,容易被預警雷達發現,而「部份軌道轟炸系統」使用低軌道,理論上較不易被偵測。同時,前蘇聯若要發射彈道飛彈攻擊美國,最短的路徑是飛越北極圈,因此美國與北方的加拿大一起組成了北美防空司令部(Norad),以反制前蘇聯的彈道飛彈威脅,冷戰時期許多的反彈道飛彈設施,也都位於美國的北方或加拿大境內。「部份軌道轟炸系統」在不受射程限制下,可以繞經南極洲,從美國的南方發動攻擊,被攔截的可能性大幅下降。而且在大部份的情況下,傳統的彈道飛彈飛行時間都較「部份軌道轟炸系統」還要長,這增加了被發現或攔截的時間。以上種種優勢,讓「部份軌道轟炸系統」受到青睞,但後來卻有幾個無法克服的弱點,讓這款系統無以為繼。

「部份軌道轟炸系統」精準度不佳

首先,要將物體送入太空軌道中,並保持繞地運行,需要較高的速度。這代表需要更大型的火箭,同時也只能運送較小的彈頭進入軌道。在冷戰時期核武裝置的微小化技術還在起步階段,導致R-36O成為世界上最重型的飛彈之一,投送核彈頭的效率極差。如此大型的飛彈也難以採用機動發射,只能使用地窖儲存,在戰時容易被摧毀。其次是精準度不佳,直接從太空軌道上釋放彈頭,遠比彈道飛彈更難控制。雖然說投擲核彈這種大規模毀滅性武器不需要太過精準,但動輒數十公里的誤差,讓攻擊效果大打折扣。最後是潛射彈道飛彈的發展越來越快,由潛艦來發射,兼具隱密、難以被敵方發現、不易被摧毀的特性。彈道飛彈潛艦還可以深入到靠近敵方國土的大洋中待命,改變攻擊方向與軌道,讓敵方更難以防範與攔截,極具威脅性與震懾性。

不過,美國在冷戰初期,雖然將許多飛彈預警設施都部署在加拿大與歐洲,但隨著潛射彈道飛彈的出現,潛伏在各個海域的彈道飛彈潛艦都能發動突襲,讓美國的飛彈預警科技也被迫不斷改進。一般來說,位置越高的雷達,能看到的距離就越遠,也能越早發現敵方的彈道飛彈來襲,但這有其限制,發展到最後美國開始研發預警衛星,直接從太空中俯視,效果最好。這種配備雷達或紅外線偵測系統的衛星,能在第一時間發現敵方發射彈道飛彈,並精確計算出來襲彈道。多枚在不同軌道上的預警衛星,組成了全球監視系統,讓美國能全天候監視敵國是否發動攻擊。這也讓「部份軌道轟炸系統」所擁有的優勢,大幅被抵消。中國此次所進行的試射,應該也全程都在美國預警衛星的掌握中,不止發現中國已重拾這項技術,還嘗試結合高超音速彈頭。

美國預警衛星的運作示意圖。(取自洛克希德.馬丁公司官網)

美國的反彈道飛彈系統變成無用武之地

中國此時再發展這樣的武器,可能代表許多當時的技術瓶頸,在今日已不是太大的問題。如核武裝置的微小化在這幾十年間,有突飛猛進的發展,改以高超音速滑翔載具(HGV)為彈頭,搭載微小化的核彈,將更難以防禦。即使美國擁有預警衛星,可在第一時間發現中國發射了具備軌道飛行能力的高超音速飛彈,也無力攔截。因為想在這種飛彈的上升階段攔截,就要靠近發射地點,但中國的國土非常廣大,美國就算在鄰國邊界附近或沿海地區部署攔截系統,一樣無法覆蓋中國全境。而要在這種飛彈的飛行中途進行攔截,則要具備擊殺低空軌道飛行器的能力,但這種飛彈能選擇任何一種路徑來攻擊,要全面圍堵是不可能的事。若要在飛彈的彈道末端進行攔截,已釋出的高超音速彈頭,速度實在太快,目前沒有任何一款防禦系統有辦法成功做到。

高超音速飛彈的彈道示意圖(作者繪製)。

因此,有不少觀察家認為,中國發展這種類似「部份軌道轟炸系統」的高超音速飛彈,是非常聰明的策略,可以讓美國投注大筆資源所建立的反彈道飛彈系統變的無用武之地。只是中國在部份關鍵技術上,似乎仍未取得突破,如美國情報機構透露,中國試射的這款高超音速飛彈,並未精準命中目標,誤差高達32公里以上,繼承了「部份軌道轟炸系統」的問題。不過,中國過去發展武器,往往先求有,再求好,以「小步快跑」的方式,逐步取得進展。很有可能在所有的技術都成熟之前,就會先小規模量產部署,這無疑將引發美、中兩國之間的新一輪太空競爭。中國此舉勢必會刺激美國國會,要求加強發展反制武器,而這或許就是中國試射飛彈的消息會見報的原因。即使中國全盤否認試射的是新型的高超音速武器,也已改變不了這樣的情勢。

中國東風17型飛彈於2019年閱兵儀式亮相。(湯森路透)

美國雖然前不久才剛剛籌組太空軍,積極發展太空戰力,但很早就具備一定的反衛星能力,也曾提出以標準-6型飛彈來攔截高超音速武器的構想。此次的新威脅一定會讓美軍進一步發展太空武器。過去美國擁有太空武器的傳聞不斷,部份構想可能還源自雷根時代的星戰計畫。神秘的X-37B太空無人機,也一直被認為在軌道上進行太空武器的測試,這可能包括攻擊敵方在太空軌道上的衛星,或是直接摧毀在地表上的目標,但美軍從來沒有證實過。直到近期,美國太空軍司令在國會作證時首度坦承,正在研發導能武器(Directed Energy Weapon)。雖然目前仍不清楚這種可能是高能量雷射的系統,是安裝在地面上,直接破壞軌道上的人造衛星與太空飛行器,或是直接安裝在衛星上,居高臨下發動攻擊。但美國在太空戰上的優勢,十分顯而易見。

不能讓台灣成為美中競爭結構最弱的一環

另一方面,美國拜登總統在上任後,立刻展開了「核武勢態評估(NPR)」。而在上一次的評估中,前總統川普認為核武威脅變的更嚴峻,因此有需要更新並強化美國的核武庫。當時在野的拜登曾嚴厲批評這樣的政策,而讓外界普遍認為拜登將藉由這一次的評估,做為削減核武的依據。許多反對削減核武的人,批評拜登此舉將弱化美國的震懾能力。在此同時,則有中國學者公開表示,中國應該放棄不首先使用核武的政策,不再將核武定位為自衛性武器,同時還呼籲中國應該擴充核武的數量。而美國與英國已決定要提供核動力潛艦給澳洲,引發中國的強烈抗議。這些攻防無疑都加劇了美、中兩國的彼此猜忌。中國此次試射可搭載核彈頭的高超音速飛彈,勢必會讓拜登政府承受更大的壓力,難以照預定的計畫削減核武,甚至被迫加快更新核武的腳步。

美國陸軍在猶它州試射超高音速飛彈。(湯森路透)

中國發展攻擊範圍無限的「部份軌道轟炸系統」,說明美、中兩國的競爭,已經進入全球的尺度,早就超越台海、東北亞、甚至是整個西太平洋,上升到太空領域也幾乎已是現在進行式。國軍在分析中國的軍事動作時,必需揚棄過去只聚焦於台海戰場的習慣,而從美、中兩國的全面競爭著眼,否則容易有見樹不見林之缺漏。此外,這兩個強權的競爭有其結構性的問題,並非台灣所能改變。台灣不能痴心妄想,以為自己偃兵息甲就能化解台海的緊張情勢。畢竟中國的目標除了併吞台灣,更希望成為新興霸權,而這將直接挑戰美國所劃下的世界秩序。雖然目前雙方都宣稱要避免新冷戰出現,但新的競爭情勢已無可避免。台灣能做的就是全力強化國防建設,努力讓戰爭不要從台海爆發,解放軍一定會挑最弱的一點來突破,而這一點絕對不能是台灣。

※作者為軍事研究者

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