第十章 太空監控
除了關注地球上的事件，美國情報界也關注外太空的事件，即「空間態勢感知」。必須準確了解外國的太空能力和太空活動，是為了評估外國的整體軍事和情報能力，為了選擇和實施安全措施，為了針對威脅美國的或其他的空間系統（包括載人飛行器）的（國際或非國際）行動做出預警，為了開發出相關計劃以攔截通信或通過衛星傳輸的其他信號以及為了監控各種條約的履行情況（包括《外太空條約》，其禁止將核武器放置在太空中）。
太空監視行動涉及探測、負載識別、登記和追蹤。受到美國太空監視設施監控的特定外國太空行動包括：發射、送入軌道、任務、軌道參數、運行、部署子衛星、衛星的解體、衛星或碎片重返地球大氣層。太空監視系統還被用來判斷太空系統的規模、形狀和其他特性。
冷戰時期，美國太空監視活動背後的驅動力當然是蘇聯。主要關注的是蘇聯的偵察、通信、導航、氣象和其他軍事支持衛星。在制定為美國軍事力量和研發工作提供行動安全的計劃時，蘇聯偵察衛星的能力和軌道必須被考慮在內，包括美國軍隊1980年4月準備解救在伊朗的美國人質的行動，以及在內華達第51區的高度機密的航天活動。而且，蘇聯的反衛星試驗也是美國軍事官員們的關注重點。甚至那些非軍事的太空活動，包括月球任務、對火星和金星的太空探索，也是情報界感興趣的內容。
針對來自蘇聯圖像衛星的威脅，美國於1966年提出了衛星偵察預先通告（Satellite Reconnaissance Advanced Notice, SATRAN）項目，其為人所知的代號是「流浪貓」（STRAY CAT）。衛星偵察預先通告項目成為「衛星偵察行動安全項目」（Satellite Reconnaissance Operations Security Program）的一部分。海軍建立了一個補充項目：衛星隱患項目（Satellite Vulnerability Program）。到了1987年，海軍太空監視系統（NAVSPASUR）向海軍各單位提供了四類衛星隱患信息：
●大區域隱患報告（Large Area Vulnerability Reports, LAVR）向已存在的操作區域內的單位提供衛星隱患信息；
●衛星隱患報告（Satellite Vulnerability Reports, SVR）向處於過渡狀態或在已存在的操作區域外工作的單位提供訂製的隱患信息；
●安全窗口情報（Safe Window Intelligence, SWINT）報告提供有關單位不受偵察衛星覆蓋範圍影響的時間；
●單行查理根數使偵察衛星隱患計算機項目單位能夠估算他們自己的衛星的隱患數據。
1988年，海軍太空司令部設立了「上膛的子彈」（CHAMBEDED ROUND）項目，以支持艦隊和艦載海軍陸戰隊的部署。藉助「上膛的子彈」項目，海軍太空司令部為海軍部隊評估敵人的太空能力和對己方行動的特定反應。這種支持要適應各單位的特定裝備、興趣地理區域、預告部署檢查期間或前往行動區域的中轉過程中的意圖。
雖然蘇聯的解體造成了俄羅斯軍事太空項目的削減，但情報界及其太空監視力量仍然很關注俄羅斯保留下來的項目，例如他們曾追蹤過2013年6月發射的俄羅斯「角色級」偵察衛星。同樣，太空監視力量還曾追蹤過俄羅斯於2014年12月發射的「蓮花S」信號情報衛星。阻止俄羅斯圖像衛星發現特別的敏感活動的行動安全措施仍在繼續。同樣，有關俄羅斯通信衛星的數據也是需要的，可用來支持美國的通信情報活動。
后冷戰時期，利用衛星完成情報任務得到了極大的發展。中國的第一顆照相偵察飛行器於1975年進入軌道，如今已發射了大量各類圖像飛行器，其中有的使用了電光和合成孔徑雷達感測器。中國部署的飛行器還帶有電子情報、海洋、繪圖、氣象和通信任務。中國的太空探索活動也包括月球上無人飛行器的繞軌道飛行和後來的登陸。
自1995年，其他國家（包括法國、以色列、德國、義大利、印度和伊朗）帶有圖像情報能力的繞軌道飛行器得到了蓬勃發展，不光能力有所提升，而且隨著圖像雷達和電光感測器的應用，所使用的產生圖像的感測器種類也得到了拓展。而且，商業圖像系統的數量和能力也大大提高，其解析度能夠很好地為情報目的服務。其他國家也運行了各種其他用途的軍事和民用衛星，包括通信、導航、氣象、轉播和信號情報。圖10.1顯示了運行太空系統的機構數量的增長。
外國的太空活動有時會威脅到美國的太空力量。2006年，中國使用了一個激光器來干擾美國偵察衛星的行動。未來，中國的某個反衛星系統將會實施這類干擾。2007年1月11日，在兩次失敗的嘗試之後，中國成功地測試了這樣一個系統，美國情報稱之為「SC-19」。測試中，從四川省西昌發射場發射了一枚導彈。目標是中國的一顆氣象衛星FY-1C，其發射於1999年，進入與太陽同步的500英里軌道。衛星在距離發射點715英里處被炸毀，造成了兩組碎片。
然後，中國於2010年6月發射一顆衛星SJ-12，在進行了一系列軌道控制工作后，8月以極慢的速度向中國一顆更早的衛星SL-06F靠近。作為中國的一個軌道會合能力測試的結果，這兩顆衛星可能真的連接到了一起。發展這一能力是建設太空站的前兆，也是檢查或維修衛星、使衛星按照編隊飛行、或者（更快地）發展反衛星能力所必不可少的。2013年5月可能還有一次高級反衛星系統的測試。2014年1月，據美國國務院稱，中國進行了一次與反衛星武器相關的一個「非破壞性試驗」。
圖10.1 太空系統的組織數量的增長
2006年8月，對美國太空系統的威脅引起了小布希總統的擔憂，他簽署了一份政策指令，稱美國將「採取那些必要的行動來保護其太空能力……並在必要時，阻止敵對國利用太空能力損害美國利益的行為」。隨後由奧巴馬總統於2010年6月簽署的指令「美國國家太空政策」也有類似的表述，「美國將採取各種措施來幫助所有負責任的參与方確保對太空的利用，維護自我防禦的根本權利，阻止他方的干擾和攻擊，保衛我們的太空系統併為同盟國太空系統的防禦做出貢獻，而且在阻止行動失敗的情況下，儘力打擊敵人」。指令還提到，美國將「發展、保持和利用從商業、民用和國家安全來源獲得空間態勢感知（SSA）信息，以探測、識別和歸類太空中與負責任利用和太空環境長期持續性相違背的行為」。
美國太空監控工作的中心，是位於加利福尼亞州范登堡空軍基地、隸屬戰略司令部的聯合太空行動中心（Joint Space Operations Center, JSpOC，以前是夏延山空軍基地的太空監視中心）。它維護「太空目錄」，即在軌物體名單，並定期接收三類感測器（專用的、間接的、特約的）發來的數據，這些感測器組成了太空監控網路（Space Surveillance Network, SSN），它每天會產生大約38萬至42萬份觀察報告。2012年12月時，JSpOC追蹤著地球軌道中不少於2.2萬個物體。其中大約1100個的用途是裝備或衛星，而大約1750個是火箭箭體。這些物體中有超出1.9萬個，占被是碎片或閑置的衛星，追蹤物體的87%。
專用SSN感測器
另一個地基太空監視系統是美國的AN/FPS-129雷達，具有一個89英尺的機械天線，由空軍太空司令部和挪威軍事情報局作為聯合項目共同操控。雷達最初位於范登堡空軍基地時被稱為「凝視器」（HAVE STARE），於1999年被安置到離俄羅斯邊境40英里的挪威沃爾德，現在為人所知是它的挪威項目名稱：「球Ⅱ」（GLOBUSⅡ）。據空軍太空司令部的一位官員稱，它「提供對近地和外太空衛星的量測追蹤和成像」，提供覆蓋東區0-90度的唯一全天候太空追蹤能力。雷達還可被用於光譜數據搜集，例如讀取噴氣發動機的廢氣以判斷飛機類型。雷達有獲取俄羅斯彈頭和誘餌詳細圖像的能力，而且它取代了美國設在挪威的以前用於相同目的的另一個雷達（溪圖，CREEK CHART），這些引起了挪威和俄羅斯國內的懷疑和擔憂，人們認為這個雷達系統的真正目的是為美國國家導彈防禦系統提供數據，美國和挪威都否認了這個指控。在2001年測試期間，這個雷達探測並成像了一顆俄羅斯在閃電軌道中運行的「奧諾」（Ono）衛星和俄羅斯在低地軌道中運行的一顆名為「鈷」（Kobalt）偵察衛星。
直到20世紀80年代中期，用於太空監控的主要專用地基電光感測器由一系列的貝克-努恩照相機組成，它們能夠探測在地球表面為黃昏或黑暗時被太陽照亮的衛星。以已知星圖為背景對衛星位置進行測量，會產生精確的位置數據。在項目進行中，貝克-努恩照相機被安置在將近12個地點，但是他們並非同時工作。
傾斜角度更低軌道上的物體，包括地球同步衛星和以色列的「奧費克」偵察衛星，通常它們和非常緲小的物體一樣，都不會被「護欄」探測到。它確實有很寬的經度跨度，從非洲（不到西經15度）延伸到夏威夷以外（超出西經165度），它能探測2.2萬英里以外的物體。近如2012年，「太空護欄」每月會搜集到500萬份以上有關太空物體的觀察數據，其中大多數是關於近地軌道上的衛星。有不止100個衛星，只有「護欄」可以探測到，其他感測器都無法探測到，這個數量在太空監視九*九*藏*書網路（SSN）每月收集的1200萬份觀察數據中佔據了40%以上。
這個光束的中心發射器位於得克薩斯州基卡普湖，在亞利桑那州希拉河和阿拉巴馬州喬丹湖還有兩個更小規模的發射站。6個接收站分別位於加利福尼亞州聖地亞哥、新墨西哥州大象丘、阿肯色州紅河、密西西比州銀河、喬治亞州霍金斯維爾、喬治亞州塔特納爾。正如發射站一樣，接收站也部署在美國的整個南部地區，形成一個向赤道傾斜33度角的大圓。所有傾斜角度大於33度角的衛星佔比為80%，它們每天會經過上述大圓兩次，所得的數據被實時發射到達爾格倫。
作為減輕信息損失的一種手段，其他太空追蹤力量的工作也有了很多改變，包括位於北達科他州的一個AN/FPS-85雷達和一個輔助感測器。這個AN/FPS-85相控陣雷達由第20太空控制中隊（以前的第20太空偵察中隊）操控，其總部位於佛羅里達州埃格林空軍基地，但是雷達本身位於自由港市區附近，在基地向東大約35英里處。雷達建設於1967年，於1968年12月開始工作，高度為143英尺，長度為318英尺，有分開的發射和接收陣列。它的主要軸線跨過墨西哥灣對準正南方，能夠在兩邊各擴展60度形成的扇形上進行接收和發射，其光束可達2500英里，大多數衛星會每天2次通過它的光束。該雷達提供位於低地軌道的太空物體的追蹤信息，從1988年開始還具備了有限的外太空能力。由於其在低地軌道方面的能力，使得它能夠讓「戰區作戰人員提前了解敵人可用的情報收集衛星」，並且讓「他們更多掌握這些衛星能向敵人提供的信息內容」。
如同貝克-努恩系統一樣，GEODSS依賴於對被調查物體反射的光的收集，它只有在夜晚的好天氣下才能發揮作用。而且，相反的大氣條件會限制敏感度和解析度。但是，GEODSS與以前的系統不同，通過由計算機管理的顯示監控數據的即時視頻，它能夠提供實時數據。再者，該計算機自動地過濾了夜空背景中的星星，然後根據儲存已知太空物體，判斷是否出現新的或未知物體，並警https://read.99csw.com示用戶有關這類物體的發現時間。
這個雷達能追蹤22000英里以外的如籃球般大小的物體。它能同時探測、追蹤、識別多達200顆衛星。在任何一年中，它都會搜集超出1600萬份衛星觀察數據，佔據了SSN總工作量的30%。它還能追蹤太空垃圾；20世紀70年代末，它定位和追蹤到了宇航員埃迪·懷特在一次太空漫步中丟失的手套。
這個系統提供了光學追蹤地球同步軌道外高於3000海里的物體的能力。在地球上方0.62萬-2.8萬英里處，有不少於2500個物體在軌道中運行。GEODSS的工作範圍能夠達到地球同步高度，這個能力是於1985年顯現出來的，當時GEODSS的某個站點拍下了「海軍艦隊衛星通信」所屬的一顆衛星的照片。GEODSS望遠鏡能夠探測在地球同步高度的如足球般大小的反光物體。GEODSS還能夠在一小時內搜索超過17400平方米的面積。再者，某些GEODSS裝置挨得非常近，這樣可以產生重疊的覆蓋，這是當某個鄰近站點出現壞天氣時的一種解決方式。
GEODSS的站點使用了三個1米望遠鏡，其配備了被稱為「深度凝視」（攝像管監控技術的進步和替代，Surveillance Technology Advancement and Replacement for Ebsicons, STARE）的「高敏感度數字照相技術」，這些替代者是電荷耦合裝置。這些望遠鏡可以分開使用或者一起使用，能夠看見比人類眼睛所能探測的微弱10000倍的物體。據空軍的情況說明稱，「深度凝視」照相系統能夠追蹤視野中的多個衛星。望遠鏡迅速地對夜空中的衛星進行電子抓拍，顯示在操控者的主控台上就像是細小條紋。然後計算機測量這些條紋，利用數據來估算衛星在軌道中的位置。一直固定的星圖被用來作為參考或者三個中每個望遠鏡的校準點。然後，生成的量測觀察數據被發往聯合太空行動中心。
空軍太空司令部還將一個原本為導彈防禦局發射的衛星用於太空監視，其發射於2009年5月5日。高級技術風險降ｈttｐs://rｅａｄ.９９cｓw.ｃom低（Advanced Technology Risk Reduction, ATRR）衛星發射自范登堡空軍基地，被部署在一個低地（537英里×542英里）的太陽同步軌道中，然後於2011年被移交給了空軍太空司令部。計劃於2017年再發射另外一顆監控地球同步軌道中飛行器的衛星。這顆衛星被稱為ORS-5，將由麻省理工學院的林肯實驗室，在位於新墨西哥州科特蘭空軍基地的空軍太空作戰響應辦公室（Operationally Responsive Space Office, ORS）的監督下設計和建造。
2014年6月初，空軍與洛克希德馬丁公司簽訂了合同，修建一個全新的「太空護欄」。一個站點將位於誇賈林環礁，預計於2018年投入使用，而第二個站點則預計修建於西澳大利亞，計劃於2022年開始工作。誇賈林站點的修建開始於2015年1月。這個「護欄」的最大覆蓋區域計劃達到2.48萬英里，相比之下AFSSS的則是1.364萬英里，新的「護欄」將能夠探測1200英里遠的1個壘球。如此，這個系統將能夠追蹤不少於20萬個物體。
另一個是2014年初已解密項目：地球同步空間態勢感知項目（Geosynchronous Space Situational Awareness Program, GSSAP）。最初的兩顆衛星由2014年7月28日發射于卡納維拉爾角空軍基地的「德爾塔 Ⅳ」火箭送入太空。2015年1月，它們通過了檢驗階段，但初步工作能力的驗收至少還需要好幾個月。它們將在地球同步帶上下漂移。空軍的情況說明稱，這個系統「在觀察圍繞地球近地同步軌道中常駐太空物體時，將具有清晰、通暢、獨特的優勢，而不會破壞氣候和大氣層，否則將對地基系統形成限制」。這兩顆衛星預計還將具備對外國衛星實施特定式檢查的能力。位於科羅拉多州施里弗太空基地的空軍太空司令部（AFSPC）第50空中聯隊通過空軍衛星操控網路（Air Force Satellite Control Network）操九-九-藏-書控這兩顆衛星。計劃將於2016年通過「宇宙神」火箭發射兩顆替代衛星。
在美國整個太空監控網路中，貝克-努恩照相機的作用由地基電光外太空監控（Ground-Based Electro-optical Deep Space Surveillance, GEODSS）項目來承擔，由位於科羅拉多州彼得森空軍基地的空軍太空司令部第21太空聯隊下屬的第21行動小組的三個分遣隊負責運行；第一分遣隊（新墨西哥州索科羅，特指白沙導彈試驗場的「種馬直升機場」），第二分遣隊（英屬印度洋領地迭戈加西亞）和第三分遣隊（夏威夷毛伊島）。位於韓國崔鐘山（音譯，ChoeJong San）的站點因為不利的追蹤條件於1993年被關閉。
在GEODSS韓國站點關閉之前，各站點的覆蓋區域為：西經165—西經050屬於「種馬直升機場」；西經010-西經140屬於夏威夷毛伊島；東經10-東經130屬於迭戈加西亞；東經070-東經178屬於崔鐘山。GEODSS感測器負責65%的外太空物體追蹤和識別工作，所提供的數據幾乎覆蓋了整個赤道。
美國運行主要任務為太空監視的三個衛星系統。一個是天基監控系統（Space-Based Surveillance System, SBSS），於2010年9月25日從范登堡空軍基地發射；2270磅重的SBSS探路者Block 10衛星進入了一個390英里的太陽同步軌道，但到2012年8月才實現工作狀態。這顆衛星設計壽命為7年，攜帶了一個11.8英寸的望遠鏡，能夠記錄地球同步軌道中的衛星和高度更低的衛星的圖像。該望遠鏡是可移動的而不是固定的，能夠每周7天、每天24小時地工作。而且，據說它能夠探測對於其他系統而言是模糊的不完整物體，能夠快速地從一個目標移向另一個目標，能夠追蹤正在移動的物體，如正在進入軌道的衛星。下一代的SBSS預期將於2016年開始開發，而首次發射預計將在2020年。
專用SSN感測器是指主要任務是太空監控的感測器。它們完成了SSN對近地目標的探測工作的約7九九藏書0%，和SSN對外太空目標的探測工作的約90%。它們會依賴於各種各樣的技術，包括光學和紅外探測、雷達、探測路過物體的「護欄」和無線電頻率監控。這些感測器位於太空中和地面上，地面上的感測器有設在美國境內，也有在外國的。
另外兩個專用感測器預期將設置在澳大利亞。一個位置待定，是太空監控望遠鏡（Space Surveillance Telescope, SST），由國防部的國防高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency）開發，在新墨西哥的白沙導彈試驗場進行了測試。該望遠鏡將能夠探測和追蹤地球同步目標和低地軌道目標，能夠進行比GEODSS更快、更準確和更敏銳的搜索。第二個感測器是一個C波段雷達，2014年6月從安提瓜被移到了位於埃克斯茅斯的哈羅德·E·霍爾特海軍通信站；預計它將於2016年5月前後開始工作（由澳大利亞皇家空軍第1雷達和偵察分隊操控），增加了對南半球的覆蓋。它將由澳大利亞人管理，所具備追蹤能力超過200個目標，其中包括了其他太空監控系統因過於模糊而無法探測的目標。另外，它特別適合於追蹤亞洲的「高度關注」發射活動，比如中國，因為它將直接安置於中國衛星的最初飛行路徑上。
第二套長期專用感測器是空軍太空監控系統（Air Force Space Surveillance System, AFSSS），自2013年10月1日起一直處於封存狀態。這個系統從1961年開始工作，當時簡稱為NAVSPASUR。AFSSS包括了位於達爾格倫和弗吉尼亞的替補太空控制中心和空軍太空護欄（Air Force Space Fence），後者是能夠探測和追蹤途經電子「護欄」的衛星，這個「護欄」包括了一個7500英里範圍的扇形雷達束，從加利福尼亞州聖地亞哥可以延伸到喬治亞州斯圖爾堡。由於這個雷達束無法轉彎，當某顆衛星通過這個光束並將其能量偏斜向地球時就會引發探測，地球上的幾個偶級天線陣列負責進行探測，這類天線與傳統電視天線類似，既便宜又簡單。