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科幻科學報
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403期 2007.12.18.

科學衍生科幻.科幻延伸科學每週二發報 

   小編剛出國度假回來,一回來趕緊把科科報籌備給大家,不能讓電子報開天窗啊~

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     最IN話題 ■ 東風起巨浪升—中國核武發展現況
     科學小視窗 ■ 風箏拉貨輪 環保省燃料
 

▌最IN話題
▌東風起巨浪升—中國核武發展現況
▌文/鄭大誠


  1964年10月16日,中國成功地在新疆羅布泊試爆了首枚原子裝置,成為世界上第五個具有核子武器的國家。三年後,中國又成功試爆了一枚300萬噸當量(亦即威力相當於300萬噸黃色炸藥)的氫彈,領先法國一步成為熱核俱樂部的一員。經過40多年的發展,中國核武已具有相當的威脅性。

洲際飛彈仍是嚇阻美俄主力

  在中國的核武發展過程中,除了初期之外,陸基(陸上發射)彈道飛彈一直是中國核武的主力。畢竟較諸昂貴且技術較複雜的空基與海基載具,陸基彈道飛彈是個較經濟且實際的選擇。中國的陸基彈道飛彈一開始時是求助於蘇聯,但在中蘇關係全面惡化後,中國只好藉由「逆向工程」的方式土法煉鋼,再加上1950年代末期以來的天災人禍,中國陸基彈道飛彈的發展並不順利,洲際飛彈的研製更是緩慢。

  雖然躓踣者屢,但中國在1980年代已大致完成第一代彈道飛彈的部署。嚴格來說,第一代飛彈是「先求有」的產物,實際性能乏善可陳。第二代彈道飛彈主要研發工作約在1990年代末期完成,發展重點在於縮小核彈、固態燃料的使用,以及增加飛彈的靈活與精準度,其中東風31型(射程7250公里)以及東風5A型為洲際飛彈。東風5A型飛彈的射程據稱有1萬3000公里,並裝配有更精準的導向系統。中國也開發出東風31型的改良型東風31A型,射程可達1萬2000公里。這些新式洲際飛彈不僅在射程上大為提升,還可藉由重型卡車機動性發射,較諸以往發射井的定點發射,更多了彈性與存活性。

  除了提升飛彈射程外,中國也積極發展「多目標獨立重返大氣層載具」(MIRV)技術。「多目標獨立重返大氣層」彈頭內含3~12個不等的子彈頭或載具,可以對不同目標發動獨立攻擊,是目前洲際飛彈彈頭最難的技術之一。經過20多年的發展,中國應該已經擁有此項技術,否則光憑單一彈頭,在戰時恐怕難以有效穿透美國的彈道飛彈防禦系統。

  中國目前能攻擊到美國的洲際飛彈約有20餘枚。美國估計到了2015年,中國會有75枚飛彈對準美國。一般認為,中國洲際飛彈攻擊目標應以美國城市(如洛杉磯)為主,方能收戰略嚇阻之效。掌管彈道飛彈的二炮部隊(類似俄羅斯的戰略火箭部隊)有六個飛彈基地(軍級或師級單位,與一般飛彈陣地不同),以美國為主要攻擊目標的是54及55基地。54基地總部設於河南洛陽,配有東風5型、4型及31/31A型飛彈,攻擊目標為美國本土及夏威夷地區。55基地總部位於湖南懷化,配有東風4型(射程5500公里)、東風31型、或許還有東風25型飛彈,以夏威夷及關島為主要攻擊目標。
除了美國外,俄羅斯也是中國飛彈的瞄準目標,不過優先性不及美國。56基地的東風5A型與東風31A型飛彈可攻擊歐洲的俄羅斯領土,包括莫斯科在內。51基地的東風3A或21型飛彈則是用來瞄準俄國在亞洲的軍事基地及設施,例如太平洋艦隊基地所在的海參崴。

海基核武的持續發展

  中國核潛艦的研發可溯至1958年。由於技術(使用固體推進燃料、較小彈頭、水中發射以及潛艦本身)與文化大革命的關係,核潛艦計畫遭到嚴重破壞與耽擱。首艘戰略核潛艦(SSBN)夏級雖於1983年加入北海艦隊,不過性能差、噪音大、核輻射程度又高,至今甚至未出過中國領海,更不要說是進行巡航了。夏級潛艦上配載的巨浪1型潛射飛彈(SLBM)乃以陸基東風21型為基礎,為雙級式固態燃料推進飛彈,花了中國20多年才完成。不過巨浪1型的性能欠佳,除了僅能攜帶一枚核彈頭外,不到2000公里的射程誤差竟高達1公里,難以達成作戰目標。

  有鑑於此,中國遂決定興建第二代094型核潛艦與巨浪2型潛射飛彈。依計畫,中國將興建4~6艘(一說是5~7艘)094型潛艦。有報導指稱首艘094型已在2004年7月下水,不過094型本身在設計上可能有許多難以解決的問題,特別是在核子反應爐、逃生系統及潛射飛彈發射的安全性等方面。否則考諸其他核武國家發展的經驗,中國不會在094型還沒有完全部署前就開始研發新一代的095/096型核潛艦。

  在飛彈方面,094型潛艦每艘最多可配載16枚(一說12枚)巨浪2型飛彈。射程超過8000公里的巨浪2型飛彈是在東風31型的基礎上發展的,使用電羅經、慣性和全球定位三種導引系統,性能遠超過巨浪1型。該彈可攜帶3~4枚九萬噸當量的多目標重返大氣層彈頭,或1枚25~100萬噸當量的彈頭。據估計,巨浪2型可能會在2008~2010年間形成初步戰力。

  在094型潛艦與巨浪2型飛彈的組合成軍後,中國將會擁有更可靠的核嚇阻資產。094型潛艦只要能在庫頁島周邊海域活動(中國的戰略核潛艦基地在青島姜格莊),就可將三分之二的美國本土涵蓋在射程之內。不過,對於094型潛艦與巨浪2型飛彈的實力亦不應過度誇大。整體來說,中國新一代的海基核武與美國現役水準至少有20年的差距,指揮、管理、通信、情報系統的整合也仍待強化,能不能突破周邊國家及美國第七艦隊的反潛封鎖與反飛彈系統,相當值得懷疑。

  中國核武對台海戰爭的意涵 如果要動用攜帶核彈的洲際飛彈與潛射飛彈的話,那美中的生死之戰大概已無法避免。就目前與可見未來的國際環境來說,中國動用戰略核武的可能性不高。不過,在美中最可能爆發衝突的台海地區,使用戰術核武的可能性卻不能排除,特別是在美國直接攻擊中國的核武基地,或是解放軍遭到難以挽回的潰敗時。

  一般來說,較諸戰略核武,戰術核武的當量較小、射程較短、攻擊的目標多限於軍事設施與裝備。據估計,中國現在至少有戰術核彈頭150枚。中國在台海使用戰術核武主要有以下四大想定:

  首先是「核武打基地」,也就是發射彈道飛彈或攻陸型巡弋飛彈。美軍駐亞太,特別是日本本土與琉球的基地與機場是其執行「前進防衛」及「反反進入」的最重要資產。如要對其進行一次性難以修復的毀滅性攻擊的話,核彈恐怕是唯一選擇。

  一般認為可能攜帶戰術核彈的彈道飛彈是東風15型(即M9,射程600公里)與新式東風21型(射程2150~2500公里),兩彈都有「機動重返載具」(MaRV)能力。除了能精準投射外,「機動重返載具」的各彈頭(載具)在重返大氣層後還能機動性地變化彈道,使得敵方反飛彈系統難以攔截。東風25型則是目前解放軍最先進的中程飛彈,據稱其採用高能固體火箭推動,是目前世界上唯一能夠攜帶多(三)枚彈頭的中程飛彈,300公里的射程可以讓東風25型打到關島。另一種核打擊載具是攻陸巡弋飛彈。在成本上,攻陸巡弋飛彈往往僅需彈道飛彈的三分之一,精準度也頗高。中國新一代的攻陸巡弋飛彈,特別是「紅鳥」、「東海」系列,可能都有攜帶核彈頭的能力。

  以實際攻擊目標來說,二炮部隊在東北的51基地假想目標包括美軍在日本與南韓的軍事基地,其中以橫須賀與佐世保最可能被攻擊。琉球的嘉手納則可能是二炮52或55基地的攻擊目標。美軍在新加坡的樟宜基地目前仍不知是否已被列入目標。由於地理距離縮短,中國核飛彈攻擊的成功率將大為增加。

  其次是「核武打航艦」,亦即利用彈道、巡弋飛彈或反艦飛彈。雖然美軍的亞太基地具有重要的軍事價值,但畢竟這些基地多位於他國境內,中國貿然動用核武將會引發許多政治問題。比較起來,攻擊美軍航艦打擊群就沒有這麼多顧慮。如果有必要的話,中國很可能會在台海戰爭使用攜帶戰術核彈頭的中、短程彈道飛彈、巡弋,甚至是反艦飛彈,以阻絕前來援助的美國航艦打擊群。

  早在2001年,中國即公開攻擊航艦打擊群的六種戰法,其中包括用攜帶小型核彈的彈道飛彈來攻擊航艦。在美國非營利智庫蘭德公司(RAND)今年的一份報告當中,也提到了解放軍對於美軍航艦的攻擊模式,包括用彈道飛彈驅逐艦(如「現代級」艦)、轟炸機、反輻射巡弋飛彈、潛艦,或是陸基彈道飛彈來攻擊,不過並沒有特別提到核武的使用。平心而論,不管有沒有用到戰術核武,在某種意義上,如果中國能使美國相信其有足夠能力可以擊沉航艦或破壞打擊群,也算是一種成功的不對稱戰法。

  第三種是「高空核爆」。美國國防部在2005年的中國軍力報告曾經指出,中國或許會在對台軍事行動中利用高空核爆所產生的電磁脈衝,來達到先期作戰的戰術性目的。電磁脈衝會造成高空大氣層的離子化,破壞目標區內的電子裝備。飛機、船艦、飛彈、雷達等均會被電磁脈衝影響,民用的電力與運輸系統也可能中斷。

  不過中國一旦使用高空核爆,其所產生的電磁脈衝不僅會影響到台灣地區,還會波及中國大陸本身、日本、菲律賓以及附近海域的運輸與交通,必然會引起複雜的國際反應。其次,中國目前已擁有了電磁脈衝彈,能夠產生大功率微波束干擾軍事裝備與其他作戰設施,毋需使用核彈來產生電磁脈衝。再說,中國使用高空核爆的話也會面臨「首先使用」、核落塵等批評,因此可能性並不高。

  最後則是「中子彈」。根據八一電台在1982年2月的一項報導,中國國防科工委所屬的某研究機構已經完成發展中子彈的研究。但之後有關中子彈的消息就很少傳出。不過當1999年5月25日,美國國會公佈了共和黨眾議員考克斯(Chris Cox)領銜調查有關中國在美進行秘密活動的報告(俗稱《考克斯報告》),指控中國「偷竊」美國最先進的核彈頭,包括W88、W76等七種熱核彈頭,以及中子彈頭W70的設計機密。該報告公佈後,中國官方立刻嚴詞反駁其指控,並宣稱他們早已擁有研製中子彈的技術,且在1988年已試爆了第一枚中子彈。《考克斯報告》認為,中國研製中子彈的原始目的應該是為了遏制南侵的蘇聯裝甲部隊,不過該報告也研判中國可能在對台行動中使用中子彈,藉以減少對敵方建物與裝備的破壞。不過除了《考克斯報告》曾談到中子彈在台海使用的可能性外,這幾年美國官方與智庫的評估卻都沒有提及中子彈的角色。

台灣應該發展核武嗎?

  在後冷戰時期,中國實際部署核彈的數目一直控制在400件左右(含戰術核彈)。中國官方雖曾在不同場合宣示「不首先使用核武」(No-First-Use)與「後發制人」等核武政策,不過考諸實際發展與部署,筆者認為中國的「不首先使用核武」原則最多只適用於戰略核武;對於戰術核武的使用,解放軍的認定標準將寬鬆許多。「不首先使用核武」是中國在1964年首次試爆原子彈以來一直公開宣稱的政策,不過外界對此卻始終保持懷疑的態度。中國某些官員認為對台使用核武並不違反其「不首先使用」的承諾,因為該承諾只適用於「主權國家」,但台灣對中國而言不是一個「主權國家」。不過中國外交部門的官員卻承諾核武不會用於台灣,因為「中國人不用核武打中國人」。此外,中國也一直拒絕對參與台海戰爭的美軍部隊提供「不首先使用核武」的保證。因此使用戰術核武雖是一著險棋,但卻仍可能被中國採用以獲致奇襲與決定性的戰役勝利。

  在1988年「張憲義投美」事件後,美國迫使台灣停止了核武研發。在目前的國際情勢下,台灣如要恢復自己的核武計畫,是不智的。在政治上,此舉不僅違反了國際反核擴散的原則,更會造成台美關係的完全惡化。在核彈方面,台灣就算能躲過國際原子能總署(IAEA)每年六次以上的定期檢查,而以電腦模擬的方式造出原子彈,但由於缺乏實際核試的數據,即使能造出彈頭也是不穩定且不可靠的,而且光是要安全存儲就已是困難重重。

  在載具上,台灣目前沒有適當的彈道飛彈或轟炸機可攜帶核彈。若想發展出可配載在更細、更小的雄風二E型巡弋飛彈上的核彈頭,根據國外的例子,沒有15年以上的成功彈頭設計經驗是造不出來的。

  總之,台灣不是以色列,當然也不應做一個「流氓國家」,發展核武不僅沒有本錢,現實環境也不允許。台灣應該放棄挑釁式的建軍思維,而以強化台灣自身防衛與台美軍事合作關係做為國防政策的重心,方能在有限資源與大國衝突下,確保國家安全。

(本文由科學人提供,原載於科學人12月號)



 
▌科學小視窗
▌風箏拉貨輪 環保省燃料
▌文╱科科報編輯小組


  全球第一艘以巨型風箏輔助拉動的貨輪「白鯨天帆號」15日從德國漢堡啟航,將駛往美國休士頓。這艘船既節約能源、也減少汙染,根據風力狀況可節省10%至35%燃料,最理想期間甚至可節省50%。

  這種風力系統花了四年研發,造價50萬歐元,在船上安裝超輕合成纖維巨型風箏,風箏可上升至300公尺高,拉動貨輪減少引擎負荷。全球目前10萬艘輪船,有6萬艘可加裝天帆。

  但也有專家指出,逆風或船行速度超過16節時,這種風帆系統就無用武之地,且風力讓航行增加不確定因素,不適合用在商船上。




 

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