彈道飛彈與彈道飛彈防禦

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                    全國飛彈防衛系統
            National Missile Defense-NMD

在美國國防部彈道飛彈防衛局(BMDO)現行的兩大計畫中，NMD算是真正繼承雷根時代星戰計畫的東西。
　1991年冷戰時代正式宣告結束，美蘇以大量核武互相嚇阻的情況不再出現，但是部份第三世界或共產國家，持續發展彈道飛彈和大規模毀滅性武器，這些國家幾乎都與美國敵對，因此美國認為有必要持續發展以保護美國本土、抵擋少量或有限度彈道飛彈攻擊為宗旨的防禦系統，這便是NMD的宗旨。
　計畫中NMD的特性包括：
　一、以陸上固定式基地為發射平台；
　二、彈頭不是核子彈頭(這是和星戰計畫、俄國反彈道飛彈系統最大的不同)；
　三、配合佈署在陸地、太空的偵測器或雷達，以求能對彈道飛彈攻擊做出及時反應。
　NMD的幾個主要元素(子計畫)，以及整個接戰的過程大致如下：
　一、改良過的早期預警雷達(Upgraded Early Warning Radar, UEWR)配合部署在地球軌道上的衛星，偵測敵人發射的飛彈，並在追蹤過程中蒐集重要資料；
　二、確認來襲飛彈是以美國本土為目標之後，即通知地面的戰鬥管理暨指揮、通訊、管制(Battle Management/Command, Communication, Control--BM/C3)中心，同時地面的X波段雷達(X-Band Radar, XBR)加入追蹤來襲飛彈的工作；
　三、指揮官決定接戰(發射飛彈予以攔截)；




四、地面發射站依命令發射一枚或多枚陸基式攔截飛彈(Ground-based Interceptor, GBI)；
　五、BM/C3指揮各個XBR及其他偵測器，持續追蹤來襲飛彈，並分辨空中目標是解體後的殘骸、誘餌還是真的彈頭，依判別結果指揮GBI飛向攔截點；
　六、在最終的導引階段，GBI上的彈頭(或稱為『大氣層外獵殺載具 Exoatmospheric Kill Vehicle, EKV』)，將以本身的紅外線偵測器，決定攻擊的目標，並以本身的向量動力修正方向，完成硬殺(hit-to-kill)的攔截任務。
　七、在GBI飛行過程中及完成接戰動作後，XBR持續蒐集敵我雙方資料，並評估攔截成果。
　根據美國前國防部長柯恩在1999年宣佈的計畫，NMD的佈署將從2005年開始，分成三個階段來進行。



陸基式攔截飛彈
Ground-based Interceptor, GBI
　是整個NMD系統最重要的「武器」，整個系統運作的目的，就是要GBI「殺」來襲的敵人彈道飛彈。
　GBI的彈體本身可分為「外大氣層獵殺載具(Exo-atmospheric Kill Vehicle, EKV)」和推進器兩個部份，當然，GBI必須要有適當的發射基地才能升空。
　每一個EKV，都使用高感度紅外線尋標器，在最後的攔截階段找出目標的精確位置、速度和方向，配合靈敏的向量動力系統，使EKV能在和目標高速接近(超過10馬赫)的狀況下，準確抵達攔截點。這一點，目前仍有待突破。事實上，整個NMD計畫中，最難完成的就是這個部份，其他諸如長程預警雷達、X波段雷達等，都是以現有或較成熟的科技為基礎修正而成。因此GBI，特別是EKV的研發，已經被列為NMD計畫內最優先要完成的部份。



EKV的主承包商有兩家，分別是波音公司和雷神公司，而在1998年12月，NMD計畫下的先期系統整合小組(Lead System Integrator, LSI)，選擇雷神公司的設計，但波音公司的設計也被保留，以降低技術風險。
　而在發射基地方面，根據BMDO的「全國飛彈防禦系統佈署草案環境影響報告(NMD Deployment Draft Environment Impact Statement)」，目前可能的地點有5個，包括阿拉斯加州的克利爾空軍雷達站(Clear Air Force Station)、葛利里堡(Fort Greely)陸軍航空站、艾爾森空軍基地(Eielson Air Force Base)、北達科達州的格蘭德佛克斯空軍基地(Grand Forks Air Force Base)和史坦利麥克森基地(Stanley R. Mickelsen Safeguard Complex)。
　其中史坦利麥克森基地，就是1975到1976年，美國依據ABM條約建立的反彈道飛彈基地(詳見『反彈道飛彈條約』)，但早在1976年即因運作成本太高而關閉。
　發射基地的平面設計圖如下(可能因選定地點而稍有變更)

　

改良型早期預警雷達
Upgraded Early Warning Radar, UEWR
　美國現有3座早期預警雷達(EWR)，分別位於阿拉斯加州的克利爾空軍雷達站(Clear Air Force Station)、加利福尼亞州的畢爾空軍基地(Beale Air Force Base)、麻塞諸塞州的寇德角空軍雷達站(Cape Cod Air Force Station)。



在NMD計畫中，3座雷達站將先後進行改良作業，硬體的改良包括雷達站內的電腦、圖形顯示器、通訊裝備和雷達的接收/發送器，以期符合NMD作戰中精確追蹤來襲飛彈的要求；軟體的改良則是指早期預警作業的程式重新改寫，使改良後的UEWR具備追蹤地平線附近小目標的能力。
　沒有改變的部份則是整座雷達天線的外型，雷達站的操作人力需求也不變。由於這些雷達站在沒有執行NMD任務的大部份時間裡，仍照常執行現有的早期預警工作，其雷達天線輸出功率也和改良前一致。


太空紅外線系統
Space-based Infrared System, SBIRS
　SBIRS和UEWR是必須共同運作的一個組合，任務是早期發現來襲飛彈並予追蹤。
　目前美國有所謂「防衛支援計畫衛星(Defense Support Program Satellite)」，和已有的EWR合作進行早期預警任務。這些衛星都在地球同步軌道上，以固定的方式掃描地面目標。
　未來10年，SBIRS將逐步取代現有的衛星，但基本上這和NMD的部署進度無關。換言之，即使沒有NMD，SBIRS仍可執行一般的早期預警任務，若是NMD其他系統的進度超前，整個NMD作戰也可在新、舊衛星中擇一使用，或是兩者共用。
　和現有衛星不同的是，SBIRS將全程追蹤來襲的彈道飛彈，並精確預測其彈道，以供BM/C3部門做為指揮GBI接戰之用。
　SBIRS的衛星分為3種，第一種就是和現有衛星一樣的地球同步軌道(Geosynchronous Orbits, GEO)衛星，預計有4顆GEO衛星，2002年第一顆將首度升空；第二種是高度橢圓軌道(Highly Elliptical Orbits, HEO)衛星，預計要2顆，首度升空將在2001年；第三種是低空地球軌道(Low Earth Orbits, LEO)衛星，也是2顆，首度升空要等到2006年。
　三種衛星未來在地球軌道上的相對位置如下圖：




戰鬥管理/指揮、管制、通訊
Battle Management/Command, Control, Communication, BM/C3
　BM/C3可再分為2大部份。一個是戰鬥管理/指揮、管制(BM/C2)，而通訊在此指的是NMD各作戰單位之間的通訊以及「攔截飛彈飛行中通訊系統(In-Flight Interceptor Communication System, IFICS)」。
　如果說GBI是NMD的武器，BM/C2就是NMD的大腦。每個GBI發射場內都會有BM/C2設施，具備自動化目標追蹤、接戰規劃和決策支援，各個BM/C2的資訊都將彙整到設於科羅拉多州的雪岩山基地(Cheyenne Mountain Operation Center, CMOC)。
　CMOC目前是北美防空司令部(North America Air Defense Command, NORAD)的所在地。從冷戰時代到現在，它都是美國針對蘇聯、俄羅斯或其他國家彈道飛彈攻擊的預警作業中樞，而未來NMD上線執行後，CMOC也將繼續扮演類似的角色。
　而各個發射場指揮官在接到命令後，即透過BM/C2發射GBI，並以IFICS全程監控GBI的外大氣層獵殺載具(EKV)在和彈體分離後，直到完成接戰的過程。在此過程中，地面雷達站蒐集的目標資料(高度、速度、方向、彈道..等)，透過BM/C3(BM/C2+IFICS)指揮EKV維持或調整方向。
　IFICS通訊站的剖面簡圖如下：



X波段雷達
X-Band Radar, XBR
　XBR也是前面所提到BM/C3體系裡的一環，但是預定建造的2座雷達站，並不在任何GBI發射場內，而是另擇地點興建。包括阿拉斯加州申雅島(Shemya Island, 屬阿留申群島)上的艾瑞克森 (Eareckson Air Force Station) 空軍雷達站，以及北達科達州的騎士 (Cavalier) 空軍雷達站。

巨型海基X-波段雷達
以下為墨西哥灣佈署

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約81,000片的雷達波收發模組，組成1個約123平方公尺的天線，以每平方公尺170千瓦的輸出功率來算，1座雷達站的輸出功率應該有209萬瓦以上，但是雷達波要集中在預定的角度裡(上下、左右各50度)，才能發揮功效，如果扣除預定範圍以外的部份，雷達的輸出功率是40萬瓦。
　因此每座XBR的偵測距離，對一般的目標可達4,000公里，對不明顯(reduced signature)的目標也有2,000公里的偵測能力。
　執行NMD任務時，XBR在GBI接戰前，可主動--或由衛星、UEWR等引導--進行偵測與辨任目標、並估計目標之彈道。在GBI接戰過程中，XBR也把偵測到的最新目標數據，透過BM/C3系統傳給飛行中的獵殺載具(KV)，供其修正方向。
　若是平時不執行NMD任務，XBR也將協助太空偵測的工作，例如偵測進入大氣層的太空隕石等等。

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日本防衛廳所製作 飛彈防禦的影片