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天基作戰航空武器系統是在空間進行反衛星、反彈道導彈、反航天器作戰和從空間對陸海空作戰的武器系統，參考“美國航天司令部2020構想”的設想，天基武器系統包括天基干擾系統、天基武器系統、天基后勤平臺、空間戰飛行器。
美國曾公開表示其天基武器系統或在2020年左右實現按需求在幾分鐘內就可對全球目標形成空間打擊力量的實時反映能力。五大常任理事國在本世紀初均已推進天基武器體系搭建與完善工作。
激光器
天基激光器（SBL）用精確定向的高強度相干光束干擾、毀傷空間目標，可以達到靈活的軟殺傷作戰效果。
目前，美國已經開展了第二代激光器的基礎研究工作，如用于天基系統的氣相化學氧碘激光器（Coil）、自由電子激光器、短波長半導體固體激光器等。
空間戰飛行器
美國是目前在經濟和技術上有能力并已提出開展空間戰飛行器（SOV）技術研究的唯一國家，其在可重復使用航天運載器特別是單級入軌重復使用航天運載器驗證機（如X－33）的技術研制方面已經開展了多年的研究，積累了豐富的經驗，為未來空間戰飛行器的研制奠定了技術基礎。
粒子束武器
攜帶超高功率粒子束發生裝置的天基武器。
干擾系統
天基干擾系統（SBJ）采用高功率微波作為武器，將在2020年開始應用。
高功率微波可以中斷、毀傷、摧毀通訊和信息系統中的電子部件，破壞或擾亂地面－空間通信鏈路，從而能夠打擊空間系統或信息系統。
技術局限
天基武器將能最終實現軍事格言“占領制高點”，并有可能使戰爭模式發生革命性變化，但現有技術不足以支持這一潛力。在空間戰爭時代到來前，人類需要在空間發射技術、光學技術、高溫超導技術、能源技術、量子技術、人工智能技術上有突破性進展。
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