底下是一个分散式全频谱同步扫瞄处理系统的简单流程示意图:
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------------分光装置--|-光感元件1-计算机1--|
| | |-光感元件2-计算机2--|
光接收器--光量检测器--| | |-光感元件3-计算机3--|--中央计算机
| | |-光学镜头1-计算机4--|
--滤光镜--| |-光学镜头2-计算机5--|
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在宙域扫瞄策略上,则会将全天球划分成数百个区域,而光感阵列环带亦以一定数量的阵列构成群组,各群组分别负责各自的扫瞄责任区以进行全天球的目标扫瞄侦测,并在侦测到可疑目标时集中辨识加强分辨率,或使用大口径的望远镜执行进一步的目标辨识作业。
例如假设舰体某面阵列有共10k*10k的侦测元件阵列,则可以切成100个1k*1k 扫瞄群分别对各自负责的空域实施扫瞄,但在某空域发现某目标时,立即集中此面所有元件对此目标实施高精度辨识,此时对此目标的识别能力等于一口气提升为分别扫瞄时的 100倍。当然,群组分配比例可以视需求决定。
另外若是以舰队为侦测基础,更可以划分各舰负责的责任区各自扫瞄以增加反应速度,或是在需要时令全舰队针对指定区域集中扫瞄来构成具有巨大口径的多舰组合侦测阵列以提升侦测距离与分辨率。而舰与舰之间会以资料链统合整理舰队的侦测情报资料。一但侦获可疑目标,舰队可以指定不同的两艘船同时追踪目标,以三角定位来精确计算目标距离。以上这些动作都可以完全自动化,不需任何人工的介入。
例如目前ESA构想中的达尔文(Darwin)计画便是使用六具直径1.5公尺的小型太空望远镜组成的红外线干涉阵列望远镜,其等效观测能力相当于口径50~500公尺(平均约为250m)的单一大型望远镜。若使用更多的望远镜组成阵列,侦测能力自然也就会越高。
注:达尔文计画的网址
http://ast.star.rl.ac.uk/darwin/ 需注意的是,这类监视系统乃是一种被动侦测系统。不会有电波雷达主动拍发讯号的缺点。但如果有需要的话,仍然可以使用雷射主炮╱副炮以低功率发射光束照射指定区域,再用侦测阵列接收其反射光来判定目标精确位置。不过大部分的情况下是不需要这么做的。
在这里我们必需考虑所谓的热力学第二定律:在自然界的过程里,热能只会从较高温处往较低温处传递。而将热能转换成动力的机器(例如太空船引擎)称为「热机」。无论任何热机,都只能将部份的热能转换成机械功,而其余的部分就会成为无法利用的废热流失。世界上没有百分之一百效率的热机,必然会在能量的转换过程中产生废热。
这个定律指出一件事,即太空船在引擎运转的时候必然会产生废热。而这个热讯号在电子光学监视系统的屏幕上将会呈现一个明亮的讯号。因此我们可以这么说:热力学第二定律注定太空船无法不主动放出讯号,也就注定其必然会被侦测到。
接著,由于太空中3k的背景温度和太空船的废热呈现一个巨大的反差,远高于地球表面目标和环境的温差,因此严重凸显了太空船本身的讯号,使太空船更易于被侦测。这使拥有巨大的电子光学监视元件阵列的太空船对于船舰目标拥有极高的被动侦测距离。以前述的GEODSS系统所展现出来的侦测能力等级来推估,配置于太空船上的大规模电子光学监视系统的侦测距离将可以达到数千光秒之谱。举个浅显的例子,这相当于一艘位于地球轨道的太空船可以使用其侦察系统搜获正位于土星轨道上的一艘长一百公尺的太空船(平均距离约十三亿公里,4300光秒)!而该太空船若以每秒一百公里的速度穿越这个距离则总共需时约为150天,即五个月。 且如果使用舰队的集团整合侦察,则侦察距离可以再延长数倍。此外,从热源分布型态上可以大致辨识出目标太空船的型号。
由以上资料可以很清楚的发现一件事,太空船舰,特别是拥有先进侦测系统的军舰的侦测能力将会远远高于其武器射程与船只航程,这在过去的地球上是没有任何前例的。过去从来没有任何侦察单位能够在一个月以上的时间距离外侦测到敌人部队的情况,通常只有数小时的时间距离,只有构成完整组织的军团级、国家级侦察网统合协力下才能勉强获得数天到一周的侦察时间距离/预警时间,周以上的时间距离则通常只能由侦察以外的情报手段才能获得。而太空船舰几乎是每艘军舰都是单舰就具有这种超长程侦察能力,这完全是由于太空特殊的背景环境所导致的结果。
最后再提一下,这里所提到的侦测系统只有电子光学望远镜,不包含其它的系统,比如重力侦检器这一类东西。未来可能还会有其它更有效的东西出现,不过光只这一项,太空战舰就可以用的很高兴了。
又,基于能自动化运作、拥有长时间的宽广空域大量目标监视能力等特性,上述系统除装在太空战舰上,也会装在轨道卫星、太空站、浮游工厂或任何大型的太空平台上。其目的是为了要侦察接近的小行星体以防止自己遭到撞击。而各太空站的侦察平台将会互相分享资料,构成完整的的远太空小行星监视网,并在有需要时对各单位发出小行星体接近警告。此外,对于高速的微流星体、小型碎片与大型尘埃颗粒等防护则将会使用微波雷达在大约五千到一万公里的半径以内进行扫瞄,并使用雷射炮执行清除作业。
以上所说的是军舰使用本身的舰体感测阵列实施侦察的状况。除此之外,也有在必要时使用无人侦察装置实施长程搜索的方法。最简单的方法就是把飞弹拆掉弹头,换装侦察头(较小的球型感测阵列)与通讯装置,并发射到遥远的距离外实施侦察作业。此法可以弥补舰体侦察器的不足。
例如假设舰体感测阵列侦察范围是4000光秒,若想要对于8000光秒外的宙域实施侦察而派出秒速一百公里的侦察舰,需时五个月才能抵达能将目标区纳入侦察范围的位置。若是使用秒速一万公里的侦察飞弹,则大约在发射后70hr后就可以获得目标区的一些资料。虽然侦察飞弹的小型侦察头侦察能力远比不上军舰舰体传感器阵列,可能只能扫瞄飞弹外围数十光秒的区域,但三天后可以得到的少量资料无论如何都比五个月后才能得到的详细资料来的有用。
而敌人的点防御系统虽然有能力拦截飞弹,但距离要近到一两光秒内才有可能,因此若侦察飞弹真的被摧毁,在之前一定可以先发现敌人。
总而言之,这是一种无人的小型高速长程战略侦察机的概念。地球上的长程战略侦察机一定很大,可是宇宙中只要是自动飞船的话,航程就是无限的,因此一两百吨的小行飞弹就可以达到长程侦测的效果。