1.2 漫长的“婚约”
——从ALL到ABL

就高能激光反导系统的部署而言，从天基到空基平台，毋庸置疑，后者的“技术门槛”相对较低。再考虑到在作战功能上，两者间那微妙的关系，就可以解释为什么基于波音747客机平台的ABL项目启动于2002年，但相关的技术预研却早已开始，甚至早于里根抛出他那著名的“星球大战”计划。美国是高能激光武器领域的领跑者。1960年世界上诞生了第一台激光器，随后一系列研究指出可以通过对气体的快速加热或冷却产生激光。1966年开始了第一个高能气体动力激光器的研制工作，工质使用二氧化碳、氮气和水。1970年，连续输出功率达到了60千瓦，1973年，脉冲输出功率达到了400千瓦，尽管离实战需求还很远，但是输出功率的提高意味着高能激光器从工程上说是可行的。气体动力激光器后来被称为化学激光器，1973年美国空军使用二氧化碳化学激光器击落了靶机，这一进展给予了军方很大信心。正是基于上述的一系列技术铺垫，在1974年3月，美国空军武器实验室联合劳伦斯利弗莫尔国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室，利用一架租借自美国国家能源局的NKC-135A（建造于1965年的波音707平台），开始实施所谓的机载激光实验室项目（ALL）。

美国空军希望ALL能验证跟踪和摧毁空中目标的能力，其载荷系统主要由波长10.6微米的二氧化碳高能激光器分系统、光束控制分系统、总体控制分系统、光学平台与能源辅助分系统组成。其中，高能激光器分系统发射激光光束；光束控制分系统对目标进行捕获、跟踪、瞄准并把高能激光束发射到目标上；总体控制分系统为光束控制分系统提供目标引导信息、系统状态监视、发射指令与控制和破坏效果评估；光学平台与能源辅助分系统提供一个保证光学系统稳定工作实现精确跟踪瞄准的光学平台，并为全系统提供能源和运行的辅助设备。其系统作战原理为：由远程预警雷达捕获来袭的导弹目标，并将目标信息数据传送给总体控制分系统，总体控制分系统通过目标分配与坐标变换，引导光束控制分系统捕获并锁定目标，使发射望远镜对准目标。当目标处于适当位置时，总体控制分系统发出攻击命令，高能激光器系统发出光束，经光束控制分系统射向来袭导弹，对其进行破坏。到1979年，ALL项目的激光器输出功率已经达到了456千瓦并维持8秒，经过处理后从武器系统输出时的剩余功率也达到380千瓦，可在1千米外的目标上实现100瓦/每平方厘米的能量密度。从1974年到1985年ALL项目进行了11年之久，在各次试验中，共击落5枚AIM-9B响尾蛇空空导弹和1架BQM-34A火峰靶机。

通过ALL项目的实施，美国军方和科学界攻克了激光武器实用化过程中要面临的一系列主要问题，如高能激光器、高精度跟踪系统和远射程射击等，虽然还有诸如不能穿透大气湍流和大气的热能不均匀问题没能得到解决，但美国空军已经确信，在大型飞机平台上部署实用级的高级激光武器是可行的。特别值得注意的是，在ALL项目结束后的20世纪80年代末，美国国防部又对空基激光武器进行了全面分析和预研，评估后认定了波长1.315微米的化学氧-碘激光器（COIL）将是一个正确的方向。COIL是继二氧化碳激光器之后的第二代气流化学激光器，是波长最短的化学激光器，因此较之ALL项目具备很多独特的优势，如具有更高的化学储能（将化学能转换为激光的有效系数较高）、大气传输性能更好、更适于光纤传输、连续输出时间更长等诸多优点。到了1991年，美国空军装备实验室柯特兰德空军基地的气动化学氧-碘激光器取得了重大进展。在当年的试验中，美国空军装备实验室柯特兰德空军基地的气动化学氧-碘激光器出光功率已经超过100千瓦，光束质量达到了近衍射极限，这为可用于机载平台的兆瓦级激光武器奠定了基础。于是，“星球大战”计划下马2年后，美国空军在1996年与作为总承包商的波音公司签订了一份总价值达11亿美元的合同，空基激光武器实验项目正式拉开了序幕。

按照项目规划，波音公司下属的防务、空间与安全分公司负责系统整体集成，后来并入诺思罗普格鲁曼公司的TRW公司，与洛克希德·马丁公司分别负责化学氧-碘激光器和机鼻炮塔与火控系统的研制。根据技术战术指标要求，携带高能激光器的波音747飞机将飞行在12千米以上高空，部署在空中平台上的化学激光器要能够在600千米距离上击落刚刚飞离发射架的战区级弹道导弹，每次巡航可发射激光20～40次，巡航时间超过18个小时，并可通过空中加油进一步增加。空基激光器系统将使用机载的红外传感器用于最初的导弹探测，探测到刚刚发射的弹道导弹后，发射低能量的跟踪激光光束用于测量导弹的弹道、速度并确定瞄准点，还将确定大气湍流的影响，修正激光瞄准点，最后兆瓦级激光器发射高能激光击毁目标。高能激光主要通过加热弹道导弹壳体引起结构变形损坏，导致导弹解体爆炸。对于一般目标而言，交战全过程持续约8～12秒，根据弹道导弹推进剂和壳体材料强度不同，高能激光的照射时间也各有不同。空基激光器携带了高达100次激光射击的氧-碘工质，每次射击消耗的工质费用不过1000美元。虽然这一要求与雄心勃勃的SBL相比，已经大大缩水，但系统体积和重量仍是相当可观的，需要14个SUV汽车一般大小的模块，每个模块重达3吨，再加上辅助系统和操作员，也只有C-5或波音747级别的超大型运输机才能装载。在经过技术层面的仔细斟酌后，美国空军最终选择了以波音747-400F货机为平台的ABL方案（这也是为什么选择波音公司作为总承包商的原因）。

不过，虽然海湾战争中战术级弹道导弹的现实性威胁与“星球大战”计划的取消，成为ABL项目得以实施的双重动力，但在最初的几年中，ABL项目却因复杂的政治问题而进展缓慢。当时刚刚连任成功的克林顿总统，不得不面对国内要求削减国防预算的巨大压力，承诺在5年内压缩2550亿美元的财政支出，为此除了要求各政府机构和各个部门大幅度地削减预算中的行政费用，国防领域很自然地成为重灾区。举例来讲，1991年以前联邦政府的国防开支一般占该年度财政预算的25%以上，而在克林顿第二个任期的1999年度财政预算中，国防开支仅占14.6%，跌到了30年来的历史最低点。结果受克林顿政府紧缩性财政政策的影响，截至2000年，作为ABL项目总承包商的波音公司仅收到2.1亿美元的经费拨款，整个项目因此举步维艰。当然，进展不能说没有，如1999年4月用于ABL火力控制和光束控制的光学主镜片交付，可用于波音747-400F飞机前端的转塔球中。1999年6～9月在美国空军在白沙导弹靶场的试验中，证实了光束控制系统的性能。自适应光学系统补偿后的光斑约为未经过补偿的光斑的1/5～1/20，这是美国空军实验室高能激光领域取得的最重大成就之一；1998年波音公司对波音747-400F飞机进行了一系列风洞试验，证明改装后的飞机满足ABL项目需求……但总体来讲，这一时期ABL项目取得的成果相当有限，距离样机上天遥遥无期。

不过，随着小布什政府的上台，状态低迷的ABL项目总算迎来了自己的春天。2001年小布什上台以后，美国对俄罗斯的反导政策现出很大变化。2001年1月26日，小布什发表谈话说：“大家可能还记得我在竞选时许下的诺言。一是我将推行部署导弹防御系统的计划，二是削减美国的核武器数量。我将履行我的竞选诺言。这对我们来说是非常重要的。”当天，时任美国国防部长拉姆斯菲尔德详尽阐述了小布什政府的导弹防御系统政策。他说，美国必须放弃冷战时期的大规模报复战略，转而采用高技术拦截手段来对付大规模毁灭性武器的攻击。他指出，导弹防御系统将以小步迈开，旨在防御少量的导弹攻击，但随着时间的推移和技术的成熟，它将逐步发展成为小布什在竞选期间所承诺的那种较为全面的系统。1月28日，副总统切尼在华盛顿也表示，苏联“已经不复存在”，必须对美苏在1972年签署的《反弹道导弹条约》进行修改，使其“不再禁止研制美国认为不可或缺的导弹防御系统”，否则“美国将保留废除这项条约的权利”。于是在2001年12月13日，美国不顾国际社会的强烈反对，宣布决定退出《反弹道导弹条约》。此后不久，美国国会批准了一项耽搁很久的总额为3440亿美元的2001财政年度国防开支预算案，预算案同意了小布什提出的拨款83亿美元发展国家导弹防御系统的要求，比此前的预算多出57%。小布什政府的一系列政策变化有着深层次的背景，它反映了冷战结束后美俄力量对比的变化和小布什与克林顿不同的对俄思想，既有其长远的战略考虑，也反映了小布什等共和党人强硬的现实主义思想和冰冷的冷战思维，更反映了美国人追求“绝对安全”和“技术至上”的社会心理。

值得注意的是，小布什政府在谈到这一问题时，不仅态度比克林顿政府更强硬，而且在提法上去掉了导弹防御系统前面的“国家”字样。这意味着，小布什政府扩大了这一系统的覆盖范围，把美国的盟国也纳入其保护范围。此外，小布什政府准备将导弹防御系统从陆基拦截扩展为包括海基拦截和太空拦截在内的三位一体系统；还拟对敌方弹道导弹发射的早期阶段进行拦截，以使导弹碎片及其携带的核、生、化弹头坠落在发射国而不是目标国境内。这显然在客观上提升了ABL项目的地位，于是随着政策上的倾斜和资金上的落实到位，特别是诺格公司赢得了1.42亿美元的后续合同，负责为ABL项目提供系统工程、规划和后勤支持，ABL由此开始驶入了快车道。2001年4月，一架原属印度航空公司的退役波音747-200被美国空军买下，随即在拆除机翼后，从莫哈韦沙漠机场经陆路转运至爱德华兹空军基地。在这里的博克飞行测试中心，这架波音747-200被重新组装起来，作为所谓“系统集成研究阶段”（SIL）的地面工程平台，供来自波音、诺斯罗普·格鲁曼、洛克希德·马丁以及美国空军的专家们研究，如何将ABL项目中已经研制出或是在研的各种部件以最合适的方式与飞行平台进行整合。按照ABL项目的原理性规划，作战型机载激光器将由14个化学氧-碘激光器模块组成，但问题的关键是如何确保所有的光子同步运动。另外，怎样将全部机载激光武器部件装入波音747飞机也是一个问题。也正因为如此，SIL工程阶段最核心的任务是确保气体化学激光器与飞行平台间具有足够的匹配性，为此在整个集成测试期间，装在波音747-200上的COIL激光器进行了50多次地面射击试验，掌握了大量宝贵的一手资料。最终确定的工程方案是，主激光系统为机身后部的MW级COIL，激光束经过贯穿前后部的导光系统，而导光系统贯通分隔前后机舱的压力隔舱。最终激光束穿过光束控制系统后射出。从2001年4月到2002年4月，在为期12个月的SIL工程阶段，工作量之大超乎想象，几乎相当于对飞机进行了一次彻底的重新建造。但在工程结束后，出于保密原因，这架波音747-200却被“大卸八块毁尸灭迹了”……

当然，系统集成样机的“牺牲”是极有价值的。在SIL阶段的尾声，总承包商波音公司已经开始为项目的下一阶段着手进行准备了。为此，根据SIL阶段取得的成果，他们对一架刚刚走下生产线的崭新的波音747-400F进行了改装（该机于2002年6月18日在波音公司位于堪萨斯州的工厂完成了首飞），在载机平台上安装了机鼻火力转塔、控制计算机、火力、光束控制轻质主镜和满足飞行要求的激光模块等硬件。改装后的波音747-400F，被军方重新命名为YAL-1A。对整个ABL计划来说，样机的完工意味着一个重大节点的到来。此后整个项目的节奏开始不断加速。2004年，YAL-1A在安装了火力、光束控制系统后首次试飞，高能激光器首次在空中平台进行低功率非照射试验；2005年，兆瓦级COIL激光器成功地完成了关键阶段测试，证明了它具有能在足够远的距离上保持足够的能量以摧毁处于助推段的弹道导弹的能力；2006年，YAL-1A完成了跟踪照明激光器和信标照明激光器（BILL）的地面和空中低功率发射试验、激光光学试验，已经显现出了很高的可靠性。BILL是一个千瓦级的固体激光器，主要用于测量大气数据，以便波束控制/火控系统能补偿大气湍流对COIL杀伤目标功率的影响。在2006年的飞行试验中，BILL的高可靠性主要表现在发射时间共持续了90秒以上，发射功率和地面发射时相同。在包括起飞和着陆在内的整个飞行过程中，BILL多次在飞机内部进行发射试验，并保持着比军方要求还高的精度。

2007年3月16日，YAL-1A跟踪及照射用激光器（TILL）发射，跟踪了一个空中目标。5月1日，YAL-1A利用载机上的红外传感器搜索、捕获和跟踪了一架F-16战斗机，当时这架F-16正在进行高速垂直爬升，以更好地模拟处于助推段的弹道导弹。6月29日，实际使用的杀伤用高能激光器尚未融合到平台上，但一个替代型高能激光器（SHEL）已被安装到位。SHEL的安装位置在机鼻转塔中，与实际要使用的杀伤用高能激光器安装位置一致。7月13日，YAL-1A利用TILL和SHEL跟踪和“攻击”了一个空中目标。7月24日，YAL-1A利用信标照明激光器发射，照射到一个空中目标，利用返回的激光束测量了大气影响并确定补偿。8月23日，YAL-1A在多次试飞中利用TILL、BILL和SHEL发射，实现了空中目标跟踪、测量大气影响并补偿、“攻击”目标的全过程。时任弹道导弹防御局局长亨利·奥贝林（空军中将）在进行了全程观摩后，称该试验是机载激光器计划中的“关键里程碑”。9月4日，波音公司开始在爱德华兹空军基地为ABL载机安装实际使用的杀伤用高能激光器。ABL项目自此进入工程集成阶段；2008年，ABL武器系统的所有主要部件，包括作战管理系统，激光部件以及光束/火控系统均安装完成；2009年，6月6日和6月13日，YAL-1A成功地完成两次对助推段导弹靶标的跟踪试验。8月10日，YAL-1A成功完成了一次模拟拦截试验。8月13日，洛克希德·马丁公司开发的光束控制/火控系统利用低能激光束对一个带有测量装置的助推段导弹目标进行了聚焦和定向，试验验证了光束控制/火控系统的指向精度以及捕获、跟踪和大气补偿功能；2010年，1月10日，YAL-1A对安装有导弹替代远程目标装置（MARTI）的靶标进行了捕获、跟踪、交战演示试验。值得一提的是，这个所谓的MARTI实际上是一架被称为“大乌鸦”（Big Crow）的NKC-135E激光武器试验目标靶机，专门用于美国空军激光目标照射试验，机头左侧涂有黑白色涂装，用于模拟飞行中的弹道导弹。2月3日，YAL-1A首次成功击毁了一枚固体燃料火箭。2月11日，YAL-1A捕获并击毁了一枚从海上机动平台发射的液体燃料近程弹道导弹。