影片《特种部队2》中展示了一种威力巨大的太空武器，在七颗大卫星里分别装了10根钨棒，将卫星发射升空。在轨运行的卫星飞临目标上空时释放钨棒，在地球引力的作用下，钨棒以极高的速度飞向目标，撞击之后产生的威力比核弹还大，对攻击目标造成巨大的损害。这种天基武器并不属于核武器，但是其杀伤力较核弹有过之而无不及，对城市的破坏力相当震撼（图1）。同时在游戏《使命召唤：幽灵》中也出现了此类型的空基动能武器。虽然在影视作品及游戏中有艺术加工成分，但空基动能武器并非空穴来风。
图1 影片中天基动能武器及城市被攻击图
据美军2013年5月29日参联会发布新版《太空作战》联合条令，新条令强调了太空力量增强、太空支持、太空控制、太空力量应用和太空态势感知等作战任务，逐渐突显了美军发展天基武器的决心和能力。除此之外，俄罗斯、欧盟等组织也不断加快自己太空军事力量的发展。目前，国外基于太空作战的天基武器系统主要有天基动能武器（SGKW）、天基激光武器、天基反卫星武器几大类。
图2 智能卵石计划示意图
美国的“上帝之杖 (Ｒods from God) ” 天基动能武器系统是此类天基武器的代表，该系统预计于2025年之前部署。作为一种新型战略武器，上帝之杖是在汲取智能卵石等早期天基武器系统项目的研究成果基础上，借鉴常规全球快速打击系统等现有开发项目的高新技术发展而来的。
天基动能武器系统的组成。上帝之杖天基动能武器系统主要由部署在低轨道上的两颗卫星平台组成，一颗负责通讯和锁定目标，另一颗则搭载有大量被称为上帝之杖的金属长杆型动能弹。该型动能弹装载大约100枚直径0.3m、长6.1m、质量达100kg的钨、钛或铀金属棒，如图3所示。这些安装了小型火箭助推器的金属棒可在几分钟之内依靠卫星制导对地球上任何区域的目标进行攻击。上帝之杖天基动能武器系统不依靠任何弹药，完全依赖动能撞击对目标产生破坏力，攻击效果堪比核武器，千克级的上帝之杖与吨级的TNT 当量产生的破坏能力相当。上帝之杖天基动能武器系统具有反应速度快、突防能力强、精确毁伤能力强、作战范围广等特点。
图3 美国上帝之杖天基动能武器系统示意图
天基动能武器系统作战方案。天基动能武器作战流程(见图4)，其中天基对地打击武器主要由动能弹头、推进系统、导航制导系统、姿控系统、热控系统与电源，动能弹头采用钨、钛或铀等高密度金属制成的长金属杆作为战斗部,以减小空气阻力,从而降低到达地面时的动能损耗。为确保攻击的快速性和极高的撞击动能,动能弹头在大气层内的再入过程必须尽量减小速度损失,故宜采用弹道式再入方案；因动能弹头再入制导修偏能力有限,对到达再入点的精度要求比较高, 需要助推器提供较为精确、容易控制的推力, 因此推进系统宜选取小推力液体火箭发动机。为便于能量管理与分配,燃料贮箱可采用模块化设计方案,平时由空间通用机动平台（CSMP）统一储存管理,发射前完成组装；从自主性、体积、成本等多方面因素考虑,采用高精度捷联式惯导系统。作战流程为：1、机动平台接收作战指令，进行轨道和姿态调整；2、离线优化或快速生成打击轨道；3、SGKW子惯导与CSMP主惯导传递对准；4、SGKW完成在轨发射，脱离CSMP；5、采用组合导航，过渡运行到再入点；6、动能弹头分离，弹道式再入大气层；7、采用解析预测制导，直至命中目标。
图4 天基动能武器（SGKW）作战流程图
国外天基武器系统空间推进技术。空间推进技术是实现天基动能武器系统实现快速空间机动的基础。技术实现的途径主要有三种: 类似于航天飞机轨道器的一体化推进系统; 应用于长时间在轨运行的火箭上面级; 应用于天基动能武器的轨道修正、姿态控制、对接、着陆灯的小推力火箭发动机技术。美国在微卫星验证科学技术试验计划( MiDSTEP)中重点试验了微技术实验( MiTEx)上面级。MiTEx上面级装有长寿命的特种铂/铑合金制作的推理器、大容积燃料箱、多块太阳能电池盒卫星跟踪仪，可进行快速、大范围轨道机动，可以接近目标卫星并进行伴飞操作。空间推进技术攻关主要包括低温推进剂的贮存和制冷技术、火箭发动机涡轮机的液体静压轴承技术、火箭涡轮机设计和建模技术等。
国外天基武器系统制导、控制与导航技术。对于天基动能武器系统而言，地面测控系统是实现空间导航、制导与控制的主要支柱，但它有很大的局限性。空间自主制导、导航与控制才是天基武器系统的关键技术。空间制导的核心技术为寻的与图像识别。寻的是在近地空间复杂背景噪声下探测目标，美国曾采用红外、可见光或雷达探测器。图像识别是实现寻的的一种手段，当前的制约因素是星上芯片处理器的速度，美国在这一方面处于领先地位，但还不能完全满足天基武器系统的要求。
以上帝之杖为代表的天基动能武器系统，在袭击目标时，要穿过真空、稀薄大气层与稠密大气层。环境的不同决定了此类天基动能武器系统在制导与导航系统方面，与传统飞行器的不同。上帝之杖武器系统的助推段和中段可采用惯性导航 GPS组合制导方式；末端可采用红外成像等末制导方式。但是，在稠密大气层中飞行可能导致严重的气动加热现象而产生等离子鞘（图5），严重时可能导致GPS导航信号中断，从而影响导航制导的精度。因此，以上帝之杖为代表的此类天基动能武器系统需要采用多传感器信息融合组合制导模式，提高制导、控制与导航的能力。
图5 等离子鞘示意图
国外天基武器系统信息获取与传输技术。天基动能武器系统为实现作战任务必须获取相关目标等的各种信息情况。途径有的来自地面、空间，但都具有共同的技术特点，那就是在一定的电磁波波段内对目标区域进行遥感成像，探测器件和信息处理技术决定其性能高低。主要有超光谱成像技术、合成孔径雷达技术、光学探测技术等信息获取技术。信息传输技术是联通控制中心和武器平台的有效途径和方法，攻关的重点集中在通信载荷技术方面，体现在先进极高频卫星(AEHF)、宽带填隙卫星(WGS) 以及先进宽频卫星/转型通信卫星(AWS/TSAT)（图6）中。在数据传输通信方面，激光通信具有功耗小、通信特征低、安全性高、抗干扰能力强等优点。此外，多个航天大国发展的数据链技术也是实现天基武器系统形成体系作战能力的重要手段，数据链技术能够完成传感器、控制系统和武器系统之间实时信息的交换，是三者之间进行无缝链接的重要纽带。数据链主要涉及软件无线电技术、抗干扰技术和通信保密技术等。美军正在使用和发展的通用数据链主要有Link-4、Link-16 和Link-22 等。
图6 极高频卫星（AEHF）、宽带填隙卫星（WGS）以及转型通信卫星（AWS）
国外天基武器系统快速发射组网技术。随着天基武器系统的发展和部署，作为进攻武器的同时，也面临着严重的生存问题。除了提高自身的防御能力外，天基武器系统还应具备快速发射入轨和组网技术来提高生存能力和补充战斗损失。国外航天大国正在积极研究多种方式的快速发射技术和快速组网技术，以美国为例，未来将利用X-37B空天飞机（图7）等空间平台部署和补充天基武器系统，提高生存能力。
图7 X-37B空天飞机执行任务示意图
随着空间军事应用和商业应用的迅猛发展，空间已成为维护国家安全和利益的战略制高点。天基动能武器系统正是在这一背景下应运而生并且快速发展的。随着关键技术的不断突破，美国、俄罗斯等国将进一步完善其天基动能武器系统，拓展太空军事地位与实力，形成战略打击力量体系。
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