紀永添專欄：揭開戰場迷霧──淺談下一代預警系統的發展方向
台灣所擁有的鋪路爪長程預警雷達（PAVE PAWS），目前仍無法整合台灣自行研發的天弓防空飛彈，導致無法自動接戰，還需要人工中轉資料的問題，在近期引起廣泛討論。不過這座位於新竹樂山的長程預警雷達，因為是最晚設立的，所以擁有當時最先進的性能，能偵蒐整個東北亞空域，特別是中國的戰機活動或彈道飛彈發射，為台灣爭取了寶貴的反應時間。但隨著科技日新月異，原本由長程預警雷達與空中預警機所組成的防禦網，已經漸漸不敷使用。不只新一代的戰機擁有匿蹤技術，高超音速飛彈也飛的更高更快，而無人機則是以又慢又低的飛行方式滲透，讓整個早期預警工作，變的更為複雜與困難。更不用說美、中、俄等國正在發展的太空作戰能力，讓戰場延伸到衛星軌道上，逼使各國不得不積極投資下一代預警系統，以避免落於下風。
以衛星取代現有預警系統的終極目標
以美國為例，目前的規劃是一邊升級既有的預警雷達系統，一邊籌獲新一代的空中預警機，但這都只是暫時性的過渡計畫，最後的目標是以衛星取代現有的預警系統。原因在於大型預警雷達的體積龐大，無法機動化，是個非常容易被攻擊的目標，在戰時不易存活，同時會受地型影響，有許多偵測死角。空中預警機雖然有居高臨下，可以機動部署的優勢，但維護成本極高，而且滯空時間短，也易受敵方長程空對空飛彈的威脅。使用人造衛星做為新型預警系統的搭載平台，不只可以全天候運作，同時覆蓋範圍廣大，幾乎沒有死角，只是現在仍有許多技術問題有待克服。因此在初步階段，長程預警雷達、空中預警機還不會被淘汰，將與太空預警衛星，形成為鐵三角，組成一個預警網絡，整合進戰管系統中。這樣的方向，頗值得我們進一步來討論。
位於美國德州的鋪路爪長程預警雷達。 （美聯社）
早期美國擁有多種預警雷達，到了冷戰中後期，逐漸整合成第一代的鋪路爪預警雷達（AN / FPS-115），與彈道飛彈早期預警系統（BMEWS）。前者已使用相位陣列雷達，具備偵測戰機、巡弋飛彈與部份反制彈道飛彈的能力，後者則還在使用傳統的大型天線式雷達，主要用來防範彈道飛彈的攻擊。由於彈道飛彈早期預警系統已經慢慢跟不上時代，再加上相位陣列雷達技術突飛猛進，第一代的鋪路爪預警雷達也需要升級。美國於是推出固態相位陣列雷達系統（SSPARS），準備升級到第二代鋪路爪預警雷達，並取代彈道飛彈早期預警系統。第二代的鋪路爪預警雷達包括多個型號，除了強化運算能力，看的更遠外，反制彈道飛彈的性能也大幅提升，並開始擁有監視太空軌道，追蹤衛星的能力。讓美國空軍能發展太空戰力，奠定了今日太空軍的基礎。
時至今日，美國的威脅除了來自俄羅斯，軍力不斷快速增長的中國，早已成為新的敵手。而速度更快、彈道更為刁鑽的高超音速飛彈，也讓舊型預警雷達難以有效追蹤。在這種情況下，美國正在繼續升級境內與境外的鋪路爪預警雷達，以達到第三代AN / FPS-132（UEWR）的水準。再升級後的鋪路爪預警雷達，偵測距離已超過4800公里，並新增導引陸基防空飛彈進行中段攔截的功能，追蹤衛星的能力也獲得提升，在美國的太空監視網（SSN）中，扮演更重要的角色。同時為了要進一步防範來自太平洋方面的威脅，美國還在阿拉斯加增設了一組長程識別雷達（LRDR），這衍生自最新型的陸基神盾系統（AN/SPY-7），比目前部署在波蘭與羅馬尼亞的AN/SPY-1還先進，對於彈道飛彈的識別能力更佳，能篩選出真正有威脅性的目標，反制誘餌的干擾。
在空中預警機方面，美國空軍使用E-3哨兵式（Sentry）空中預警管制機，而美國海軍則使用E-2鷹眼（Hawkeye）空中預警機。E-3是以大型的波音707客機為機身載台，E-2則選用小型雙螺旋槳運輸機，以方便在航艦上起降。兩者都在機背上安裝了圓盤型整流罩，內置機械式雷達天線，能360度旋轉，是最大的外型特徵。由於E-3的空間大，航程遠，除了4名飛行員，最多還能搭載20多名的戰管人員，不只能早期預警，還可管制大片空域。E-2的機身較小，只有2名飛行員與3名戰管人員，但機動靈活。這兩款空中預警機都已服役多年，有不少的衍生改良型，並外銷到許多國家。不過隨著時代進步，機上的預警雷達也需要跟著升級，美國空軍與海軍都提出了更新計畫，空軍打算以全新的波音737空中預警管制機取代，海軍則推出了E-2D。
美國空軍使用E-3哨兵式（Sentry）空中預警管制機。（圖片摘自維基百科）
太空預警系統讓匿蹤戰機無所遁形
波音737空中預警管制機，顧名思義就是使用波音737客機為機身載台，在澳洲服役後，又被稱為E-7A契尾鷹（Wedgetail）。最大改變是採用更先進的多功能電子掃描陣列雷達（MESA），機背上不再安裝圓盤型整流罩，而是改為一具固定式的長方型天線。波音737空中預警管制機的偵測範圍達600公里以上，並能同時搜索空中與海上目標，而且新型的電子天線，還能進行電子情報蒐集，做為電偵機使用。美國海軍則不願意放棄E-2空中預警機，因為這款艦載機擁有成熟的航艦起降經驗，選擇推出改良型的E-2D。雖然一樣改採電子掃描陣列雷達，卻延用圓盤型整流罩，內藏新式天線，這好處是不用再花時間修改氣動力外型，偵測範圍也達550公里。以上兩款新型空中預警機，都內建新型資料鏈，不只能分享資料給友軍，更能直接引導飛彈攻擊。
韓國空軍的E-737空中預警機。（圖片摘自維基百科）
至於使用人造衛星來進行預警工作，並不是什麼新穎的概念，因為美國過去就發射過不少飛彈預警衛星（DSP），用來偵測敵方的彈道飛彈。這種衛星攜帶了高靈敏度的紅外線熱源感測器，能偵測到飛彈發射時的熱焰，進而提供預警。但如果要由衛星來取代長程預警雷達或空中預警機，衛星就必需具備連續追蹤高速飛行器的能力，這不是單一顆衛星能辦到的事。不過近年來發射低軌道衛星的技術突飛猛進，成本也大幅降低，已突破這樣的瓶頸。事實上，這種衛星追蹤能力最早是用來偵測地面移動目標，以取代過去的E-8C指揮機。E-8C搭載聯合監視暨目標攻擊雷達系統（JSTARS），可追蹤並標定地面移動目標（GMTI），指揮空中或地面部隊發動攻擊。目前E-8C已逐步退役，改由具備GMTI能力的衛星，來接手地面監視、追蹤與標定目標的任務。
美國空軍希望在GMTI的基礎上，發展出追蹤、標定空中移動目標（AMTI）的新能力。為了達到這個目標，美國空軍已經與SpaceX公司合作，發射了數百顆低軌道衛星，建立起實驗性的空中監視網路，並希望在2030年時，取得初步的作戰能力。這也意味著，未來美國的空中預警能力將覆蓋全球，並且不再受到地形地物的限制。過去因為長程預警雷達的偵測範圍有限，空中預警機也不可能深入敵方領空活動，所以要監控敵方空域裡的戰機活動，會受到很大的限制。但衛星可以無限制飛越敵方的領土，不被視為入侵領空。具備AMTI能力的衛星，將能全天候、無死角、追蹤敵方戰機的活動，可以說是預警能力的突破性發展。而且由上而下的偵測系統，幾乎一覽無疑，還能使匿蹤戰機無所遁形。這些優點都驅使美國全力發展太空預警系統。
另一方面，美國也在建立防禦飛彈攻擊的新型預警衛星。這套系統稱為高超音速飛彈與彈道飛彈太空追蹤感測器（HBTSS），是由美國飛彈防禦署（MDA）與隸屬於太空軍的太空發展署（SDA）共同推動。計畫在2018年展開，目前已發射多枚衛星進入太空軌道，專門用來反制高超音速飛彈與新一代的彈道飛彈。這些發展都說明太空預警能力的重要性，預警目標已從大氣層內的空域，進一步延伸到大氣層外的衛星軌道。為此，美國太空軍還計畫在AUKUS的合作架構下，強化美國與盟邦的太空預警能力，發展深空先進雷達能力（DARC），這款先進雷達不只能偵測低軌道衛星，還能監控更高軌道的地球同步衛星，或任何威脅物體。美國太空軍計畫在AUKUS的三個成員國，各部署一座深空先進雷達，可監控幾乎全球空域，好在太空戰中搶得先機。
透過無人機可建立戰術性預警能力
而除了建立更大型、看更遠、看更高的大型預警系統外，美國也積極利用無人機技術，來建立戰術性的預警能力。如過去的RQ-4全球之鷹，就能提供大範圍的地面或海洋偵照情報，也是一種初步的預警能力。最新型的 MQ-1C無人機則能安裝鷹眼（Eagle Eye）合成孔徑雷達，成為反制敵方無人機的無人預警機，以填補大型預警系統的死角。另外尚未曝光的RQ-180匿蹤無人偵察機，除了可以執行傳統的偵察、情蒐與監視任務外，也很可能會具備標定地面或空中移動目標的能力，可取代空中預警機。在不久的將來，從最小型的便宜無人預警機，到最大型的昂貴預警衛星群，所有的預警平台，都會逐步整合到美國空軍正在積極發展的先進戰鬥管理系統（ABMS）中，讓美軍能獲得完整的戰場圖像，從單一的擊殺鏈，升級到更致命的擊殺網。
RQ-4全球之鷹能提供大範圍的地面或海洋偵照情報，但生存性不佳。（圖片摘自維基百科）
俗話說「看得到，才打的到。」建立戰場的感知與預警能力，才是強化戰力的第一步。台灣在這一方面，有先天的優點也有缺點。因為地理位置的特殊性，台灣擁有美國很少出售給他國的鋪路爪長程預警雷達，可監看中國的東南半壁。但台灣地小人稠，距離中國太近，缺乏戰略縱深，導致預警時間很有限。特別是中國軍機近年來不斷侵擾台灣的防空識別區，屢屢突破台海中線，嚴重壓縮國軍的反應時間。為此，台灣已決定再替樂山基地的鋪路爪長程預警雷達進行升級，也計畫採購最新型的E-2D空中預警機。不過未來的潮流是發展太空預警能力，特別是各種低軌道的監控衛星。台灣政府目前已瞭解，低軌道衛星是未來的關鍵產業之一，曾多次宣誓要扶植國內廠商投入這個領域，卻未積極規劃最重要的國防應用方向，極為可惜，值得再思考一下。
※作者為軍事研究者