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高边疆之谋⑤|大力发展侦察卫星,强化天军太空情报收集能力


来源:澎湃新闻网

原标题:高边疆之谋⑤|大力发展侦察卫星,强化天军太空情报收集能力今年4月,美英法联军动用战机、军舰和

原标题:高边疆之谋⑤|大力发展侦察卫星,强化天军太空情报收集能力

今年4月,美英法联军动用战机、军舰和潜艇空袭了叙利亚多个目标。打击行动结束后,美国五角大楼高官用预定目标打击前后的卫星照片对比展示了空袭成果。美国总统高级军事顾问、美国参谋长联席会议高官肯尼斯·麦肯齐当时称,对叙利亚的军事打击非常成功,完美地完成了既定目标。
虽然美国军方没有公布这些照片是哪些卫星拍摄的,但却透露了一个事实:侦察卫星为美军提供目标信息和毁伤评估。
军事卫星情报在现在战争中的作用日益重要和突出,天基侦察体系已经成为美国军方的重要情报来源。航天专家庞之浩告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn),美国从上世纪50年代开始就很重视侦察卫星发展,技术实力也一直走在世界先进前列。
那么,美国目前拥有多少侦察卫星?其性能又如何?

“锁眼”-11分辨率非常高,可分辨出武器的类型。
光学侦察卫星:注重发展战术侦察和战略监视
美国是世界上第一个成功发射侦察卫星的国家。1960年8月,美国成功发射“锁眼”-1侦察卫星(又名“发现者”-13号)。该卫星属于返回式光学侦察卫星,携带了一台垂直拍摄、可摆动的Itek全景相机,最高分辨率7.5米。“锁眼”-1卫星获取了大量有价值的战略情报,如拍摄苏联洲际导弹发射场信息,让美国了解了苏联洲际导弹的真实数目。
从“锁眼”-1到现役的“锁眼”-12,美国共发展了六代共12个型号的“锁眼”光学侦察卫星,性能越来越先进,分辨率从最初的7.5米提高至0.1米,可以说是今非昔比。
早期的“锁眼”属于返回式侦察卫星,拍摄的照片放在返回舱中,任务结束后返回舱脱离轨道,返回大气层,回收后才能对照片进行分析,时效性差。从“锁眼”-9开始,美国开始装备传输型侦察卫星,拍摄的照片通过信号传回地面,时效性大大提高。
庞之浩介绍说:“目前,美国主要使用的是‘锁眼’-12侦察卫星,最高分辨率达到0.1米,是世界上分辨率最高的光学侦察卫星。”之所以能达到这么高的分辨率,是因为“锁眼”-12卫星使用了类似“哈勃”太空望远镜的大口径相机。值得一提的是,该卫星重14吨,比上一代“锁眼”-11卫星携带更多的燃料,在轨服役时间最长可达8年。
根据公开资料,在伊拉克战争中,美军动用了3颗“锁眼”-12雷达侦察和3颗“长曲棍球”雷达侦察卫星,对伊拉克境内目标进行侦察和监视,为美军行动的展开提供了大量有价值的情报。
在取消“未来成像体系”项目中的光学侦察卫星后,美国恢复了“锁眼”-12侦察卫星的发射。分别于2011年、2013年成功发射NROL-49卫星、NROL-65卫星。其中2013年发射的NROL-65为最新部署的“锁眼”-12卫星。美国计划2018年9月发射NROL-71任务,据报道NROL-71将是美国新一代的“锁眼”光学侦察卫星。

美国早期侦察卫星均属于返回式侦察卫星,照片通过返回舱带回地球。图为美国解密的“锁眼”-8返回式侦察卫星。
综合美国《太空新闻》、《防务新闻》等媒体的信息,目前,美国拥有4颗现役“锁眼”-12侦察卫星。这4颗卫星部署在互补的轨道上,可昼夜侦察和监视地球上任意一个感兴趣的地方。
在低轨道光学侦察卫星方面,除了部署类似“锁眼”-12的重型卫星,美国还在寻求可短时间内发射的快速响应侦察卫星,在“快速作战响应太空”(ORS)计划的推动下,首颗作战型卫星ORS-1于2011年6月成功发射,该卫星仅重468千克,可提供分辨率约1.2米的照片。2011年部署以来,ORS-1为多个作战司令部在中东和东南亚的作战行动提供任务支持。虽然美国空军一直试图关闭ORS办公室,将其相关活动融入到主要的航天采办机构,但美国空军始终希望保留。
“像‘锁眼’-12那样的重型卫星,其发射准备时间至少要一个月左右,加上制造时间,部署的周期非常长,成本也非常高。而ORS卫星的技术特点是成本低、快速发射,可用于突发事件。”庞之浩说。
除了继续发展低轨道光学侦察卫星,美国目前还在探索地球静止侦察卫星。这种卫星距地面高度达3.5万公里,可一次性捕捉地球40%的地表图像,3颗卫星就可以覆盖整个地球,被称为“间谍卫星之王”。
光学侦察卫星的分辨率和物镜口径成正比,和轨道高度成反比,这意味着要获得同样清晰的图像,静止轨道卫星的物镜口径比低轨道光学侦察卫星大100倍。相关论文指出,传统增大物镜口径的方法行不通,需探索新的技术,比如衍射光学薄膜技术。
近几年,美国光学侦察卫星发展的技术特点是从作战任务及其要求出发,高度重视侦察与监视卫星系统的战术应用能力。如果美国成功组建“天军”,现役的光学侦察卫星将是其主要太空装备之一,继续执行侦察和监视任务。研制和部署的重视程度至少与现在相同,甚至更加重视。

航天爱好者使用天文望远镜拍摄的“锁眼”-12卫星,可见外形上与“哈勃”比较相似。
雷达侦察卫星:继续提高分辨率
与光学侦察卫星使用可见光、红外等光学设备被动工作不同,雷达侦察卫星主要通过自身携带的雷达系统发射电磁脉冲进行主动遥感。
“光学侦察卫星的特点是分辨率较高,缺点是受光照、气象条件等因素的影响,全天候侦察能力不足,而雷达侦察卫星基本不受气象条件的影响,可全天候侦察,缺点是分辨率普遍低于光学侦察卫星。”庞之浩对澎湃新闻说。
为了实现全天候、全天时监视,军事强国基本上都会装备两种侦察卫星,实现优势互补。在美国光学侦察主要由“锁眼”系列卫星负责,而雷达侦察则是由名为“长曲棍球”和“未来成像体系”(雷达星)负责。
根据一些公开的雷达侦察卫星相关论文,美国目前拥有3颗“长曲棍球”和4颗“未来成像体系”(雷达星)组成的雷达侦察卫星体系。

目前,有3颗“长曲棍球”雷达侦察卫星在轨运行。
“‘长曲棍球’和‘锁眼’一样都是军事卫星中的‘明星’,经常出现在媒体的报道中。该卫星配备了合成孔径雷达,主要为美国军方提供战略情报。其最高分辨率为0.3米,超过了很多国家的光学侦察卫星,可见性能非常先进。”庞之浩说。
“未来成像体系”是美国上世纪90年代发展的新一代光学雷达混合星座。但由于技术、经费等方面的原因,“未来成像体系”中的光学侦察卫星项目在2005年取消,雷达侦察卫星项目继续由波音公司研制。第一颗卫星在2010年发射成功,与“长曲棍球”相比,“未来成像体系”雷达功率更高,分辨率更高,达到0.15米。
该型卫星既可以进行战略侦察,也能对战场进行高分辨率成像,对重点目标进行跟踪监视以及毁伤评估。
根据规划,美国共计划发射5颗“未来成像体系”(雷达星),目前有4颗被发射进入太空,组成一个雷达侦察网,全天候监视地球。

2010年,“未来成像体系”(雷达星)首颗卫星由“宇宙神”-5火箭发射升空。
电子侦察卫星:人工智能提高信号处理能力
今年1月7日,美国SpaceX公司发射了一颗名为“祖玛”的神秘军事卫星,但发射未获得成功,引发了外界的热议。
这颗卫星密级程度非常高,甚至发射之前都没有公开以往会公开的字母编号,被外界认为是美国21世纪以来发射的密级程度最高的卫星。美国防务新闻网站报道称,这颗卫星价值约10亿美元,外界猜测是美国新一代战略级电子侦察卫星。发射失败后,没有任何一个美国部门认领,更是引发了外界的兴趣。
电子侦察卫星是部署在太空的“顺风耳”,主要用途是通过自身携带的设备监视和跟踪敌方雷达、通信等系统的信号,从而了解获得敌方军事部署、电子系统性质等情报。电子侦察卫星是现代战略情报必不可少的手段,在多次局部战争中发挥了重要作用。以伊拉克战争为例,这场战争美国动用了“大酒瓶”、“号角”等7颗电子侦察卫星,监视和跟踪伊拉克政府雷达、通信等信号,并确定这些设施的具体位置,支援美军的军事行动。

美国1960年6月发射的GRAB卫星是世界上第一颗电子侦察卫星。
《英国简氏防务周刊》此前刊文称,从上世纪60年代起至今,美国发展了五代电子侦察卫星,目前现役的电子侦察卫星主要是两种:“先进猎户座”和“号角”。
“这两型电子侦察卫星都是美国国家侦察局的装备,最大的特点是为了捕捉微弱的信号,配备了几十米甚至上百米的折叠式天线。”一位航天情报信息研究人员向澎湃新闻介绍说。
去年9月24日,美国范登堡空军基地发射了国家侦察局的一颗保密卫星,代号NROL-42。航天分析人士根据其轨道信息推测,该卫星属于“号角”系列电子侦察卫星,但采用了大量的新技术,侦察能力更强。

为了捕捉微弱的信号,高轨道电子侦察卫星通常配备了几十米甚至上百米的折叠式天线。
“先进猎户座”最近的一次发射则是在2016年。当年6月11日,美国空军“德尔塔”-4火箭将一颗代号为NROL-37的秘密卫星发射升空。根据火箭配置、发射场地、发射时间窗口以及美国国家侦察办公室当前的任务,外界推定该卫星是美国国家侦察办公室的“先进猎户座”电子侦察卫星。从1985年起,美国共发射了7颗该型卫星。
航天情报信息研究人员告诉澎湃新闻,美国电子侦察卫星的发展趋势是向多功能、长寿命、智能化等方向发展。并且随着人工智能的发展,卫星上侦察设备的信号处理能力将大幅增强,进一步增强其电子侦察能力。

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