天基激光武器实际上是以激光武器为有效载荷的“杀手”卫星，可称为激光作战卫星，亦称天基激光平台。如果用以攻击地球目标，则天基激光武器具有覆盖地面范围大的优点。
如同其他卫星一样，激光作战卫星轨道越高，覆盖面就越大。地球静止轨道激光卫星可以覆盖42%的地球表面；若用近地轨道激光卫星来实现全球覆盖，卫星的数量要相应增加，但是近地轨道卫星离目标近，有利于提高激光武器的杀伤能力。
激光作战卫星由激光武器(激光器、光学系统、捕获跟踪与指向系统)和平台服务系统组成。激光器采用氟化氢激光器，工作波长2.7微米，发射功率估计为8兆瓦。光学系统的主反射镜直径8米，镜表面有超反射涂层，不需要主动冷却，即能保证激光器在巨大热负荷下正常工作。
捕获跟踪与指向系统由监视装置和稳定平台组成，能在激光器机械泵产生强烈振动的情况下，保证光束对准目标。平台服务系统包括电源、反应物、数据处理和测控等分系统。
天基激光武器
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