朝鮮衛星發射的作用分析

張相國

2016年2月7日，朝鮮在西海衛星發射場使用1枚液體燃料三級“銀河”火箭將1顆小型衛星“光明星4號”送入太空。雖然此后外界報道稱，“光明星4號”衛星入軌后運行跌跌撞撞，狀態并不穩定，但從火箭發射的角度看，“銀河”運載火箭運行正常，達到了遠程投送有效載荷的目的。此次發射違反了聯合國安理會有關禁止朝鮮使用彈道導彈技術進行包括發射衛星在內的發射活動的決議，特別是發生在2016年1月朝鮮第四次核試驗幾周后，因此引起國際社會的強烈反對。朝鮮此次衛星發射任務性質是什么？是否可用于遠程彈道導彈的發展呢？這要從朝鮮歷次衛星發射談起。

朝鮮運載火箭發展與衛星發射

從1998年開始到2016年2月此次發射，朝鮮已進行了至少5次運載火箭的衛星發射。每次發射的運載火箭和衛星載荷幾乎都有所不同，這表明朝鮮運載火箭和衛星測控技術在不斷地發展。

“大浦洞”系列朝鮮的第一次衛星發射是1998年8月31日，當時朝鮮從半島東部海岸的舞水端里使用“大浦洞”1型三級火箭，試圖將1顆衛星送入軌道。發射中前兩級按照設計飛行正常，而且實現了第三級與第二級的分離。第一級飛行95秒后分離，落入距發射場 253千米的日本海域，第二級飛行266秒后分離，落入距發射場1 646千米的太平洋海域。朝鮮宣布衛星入軌，但美日情報機構觀測認為，火箭第三級與衛星同時墜入太平洋。朝鮮稱此次發射的為“光明星1號”衛星，外界認為該火箭是在兩級的“大浦洞”1型彈道導彈上加裝了一級而組成的三級運載火箭。

在此8年后的2006年7月，朝鮮再次發射1枚被美國情報機構稱為“大浦洞”2型的更大型運載火箭。但該火箭在飛行42秒后即發生爆炸，表明第一、二級未分離即爆炸，目前沒有此次發射的任何影像和詳細數據。此后多次傳聞朝鮮將再次進行試射，但均沒有結果。

早期“銀河”系列 2009年2月朝鮮宣布將發射名為“光明星2號”的“通信試驗衛星”，并在3月向國際海事組織通報稱，第一級助推火箭將墜落在距離咸鏡北道花臺郡舞水端里試驗場650千米遠的日本海上，第二級助推火箭將墜落在3 600千米遠的北太平洋上。4月5日，朝鮮在舞水端里發射場發射了被稱為“銀河”2的火箭，火箭第一級落入距離發射點540千米、日本300千米的日本海內，第二級成功點火并與第一級分離，火箭在400千米高度飛越日本上空。第二級濺落在距離發射點大約3 200千米的太平洋上，比宣布落點中心近數百千米。第二級彈道最大高度達到了485千米。日本防衛省采集到的數據表明此前兩級飛行正常。但第三級與第二級分離失敗，或者第三級點火故障，導致第三級和衛星失控并最終墜入距發射點3 200千米的太平洋中。此次發射并未成功，但朝鮮宣布成功，組織了全民慶祝。

在此3年后，由“銀河”2略微改裝的“銀河”3號組裝完成，并在2012年4月12日從新的西海發射場進行了發射，火箭如外界所料向南發射，但在發射后大約100秒進入“程序轉彎階段”后出現嚴重故障。韓國軍方觀測發現，火箭在升空過程中，第一級火箭首先發生爆炸，分裂為17塊，而后在達到至高點后墜落的過程中出現了第二次爆炸，使二、三級火箭分裂為3塊，墜落在群山以西190～200千米的海域。從爆炸時間看，朝鮮此次發射火箭一、二級未能按設計正常分離。從其飛行軌道和發射方向看，其使用了極地軌道——衛星運行經過南北極上空——但是朝鮮曾稱將用太陽同步軌道，這種軌道典型地用于地球觀測衛星。朝鮮也宣稱，“光明星3號”衛星將繞地球南北兩極運行，衛星沿軌道運動可以獲取全球觀測數據，測定朝鮮的山林資源分布情況、自然災害情況、糧食估產等，并搜集天氣預報和資源勘探等資料，是一顆地球觀測衛星。此后，韓國打撈了朝鮮火箭殘骸，對碎片的分析說明火箭第一級發動機由一組4臺“勞動”導彈發動機并聯而成，每臺都獨立運行，而且周圍設計了4臺矢量控制的小型游動發動機。

2012年11月，朝鮮宣布將再次發射“光明星3號”衛星進入太陽同步軌道，此次“銀河”3發射前的組裝、系統檢查和燃料加注在西海發射場持續了大約兩周。但發射由于天氣和小的技術失誤延誤了幾天。最后在當年12月12日“銀河”3成功進入衛星軌道，但衛星出現穩定問題，并向東偏移，推測其無法如設計那樣拍攝地面照片。

“銀河”4火箭在沉寂3年多后，朝鮮在2016年2月7日使用液體燃料三級“銀河”火箭將1顆小型衛星送入太空。此次發射情況與2012年12月的發射最為接近。美國情報部門透露，此次發射使用了“銀河”4火箭，衛星也被稱為“光明星4號”。該衛星據稱重200千克，大概是先前的兩倍。這可能就是朝鮮此次宣布的火箭第一級和第二級的濺落區間隔比2012年發射時略微要近的原因。“光明星4號”衛星的軌道參數與此前朝鮮宣布的太陽同步軌道不同，這說明“銀河”火箭第三級經過了一次小的軌道調整。美國情報機構對在軌衛星連續監視后宣稱，衛星在軌道上跌跌撞撞，這表明衛星從第三級火箭上釋放的機構沒有按設計運行，造成衛星姿態失穩。無論在軌衛星運行如何，朝鮮第二次成功地使用運載火箭將衛星送到了預定軌道。這表明了朝鮮運載火箭技術逐步穩定。

朝鮮運載火箭發射性質分析

朝鮮的歷次衛星發射都會引發國際社會關于其實際性質的質疑，但是用于衛星發射的運載火箭和彈道導彈相比除了各自載荷不同外還有一些關鍵的不同點，這成為我們判斷朝鮮歷次衛星發射實際性質的基本依據。

運載載荷判斷是否是衛星發射的首要因素無疑是載荷性質，雖然這從火箭上面級的外觀是無從判斷的，但是兩者的設計卻完全不同。由于彈道導彈彈頭載荷需要再次高速返回大氣層，因此其必須能經受嚴酷的地球大氣再入段的熱環境和沖擊力、高過載的考驗，要求開發和制造特殊材料，這種材料和彈頭設計需要經過各種測試并在實際再入條件下得到驗證。而衛星由于直接送入地球軌道，基本在太空的真空環境中運行，因此其只要能承受發射入軌的過載和外層空間較長時間的宇宙射線照射就可以了，相比彈頭設計要簡單。

此外，由于衛星任務較為多樣化，因此其質量沒有太多要求，例如美蘇早期衛星只有十幾千克，而以后有的達到數噸，而遠程導彈從效費比優化的角度看，通常需要使用核彈頭，而核彈頭設計受到技術限制，通常需要達到數百千克，國際軍控組織嚴格限制500千克投送能力導彈就是這一原因。而朝鮮上次發射衛星質量只有100千克左右，而此次也只是達到了200千克，以朝鮮的核武器技術水平，無法將核彈頭設計到如此小巧，雖然并不排除朝鮮改造前兩級火箭來投送更大但更近的核載荷，但就“銀河”系列火箭本身來說，其還是不具備核投送能力的。

飛行彈道由于運載火箭是將衛星送入地球軌道，而導彈是將戰斗部投送到遠程地面目標，因此兩者飛行彈道明顯不同。導彈通常在飛行高度60～80千米時進行程序轉彎，最終將達到一定速度的彈頭以拋物線彈道拋射向目標。通常一枚射程10 000千米的洲際彈道導彈按照其最大射程，達到的最大高度超過1 000千米。而運載火箭衛星發射，尤其是將載荷投送到地球低軌道的發射，通常是直接上升的，火箭將衛星送到80千米以后，繼續上升到不同的預定軌道附近，將衛星以接近第一宇宙速度向與地面平行的方向拋射，使其進入地球軌道，衛星載荷的最大高度通常是200～ 500千米之間，這取決于任務所需的軌道參數。而有些高軌道衛星還需要一次或多次軌道的轉移，最終定軌。除了2006年7月“大浦洞”2型發射爆炸過早，無法判斷其彈道任務性質以外，其它所有的朝鮮大型火箭發射都是按照衛星發射的最優彈道設計的，而且每次發射飛行中，“大浦洞”和“銀河”火箭都是按照連貫的衛星發射彈道飛行的，因此可以判斷朝鮮歷次運載火箭飛行彈道都符合衛星發射的彈道要求。

動力系統運載火箭與彈道導彈另一個不同是各自動力系統要求有較大差別，雖然這并不是嚴格的硬性要求，但是從性能最優化的角度看，這些差異是必須的。由于運載火箭與彈道導彈具有不同的彈道，這就要求不同的推力系統來優化性能。由于火箭需要將衛星載荷沿著與地球表面接近平行的路徑加速達到能夠維持其軌道的速度，因此其通常使用低沖量發動機來助推彈道的后段，以達到所需的徑向速度，簡單說就是體現為一個緩慢加速和轉向的過程。而彈道導彈需要將彈頭投送到盡可能高的高度，使得載荷能夠達到地面的最大距離，其只要使彈頭具備一定的速度和方向即可，因此其需要盡可能縮短飛行助推段，這就對助推火箭提出了較大沖量的要求。

朝鮮“大浦洞”火箭使用了從S-200（北約稱為SA- 5）防空導彈第二級改造而來的低沖量發動機（Isayev 5D67），這在“銀河”系列火箭上并未得到改變。朝鮮在2012年12月“銀河”3發射時的控制室展示的飛行數據表明，第二級是一個經過直徑加粗以加注更多燃料的改進型“飛毛腿”B導彈發動機，第三級則與伊朗SAFIR運載火箭非常相似，該火箭由蘇聯R-27（北約稱為SS- N- 6）潛射彈道導彈或像蘇聯從未部署使用的ROTA發動機這樣的其它蘇聯導彈系統上的矢量控制游動發動機組成。此外，“銀河”火箭還使用了長燃時、低沖量的上面級火箭，這是理想的太空發射配置。而如果用在彈道導彈上，低沖量發動機將在直升式彈道過程中造成長時間重力影響，從而可能導致導彈至少800千米的射程損失。可見，“銀河”運載火箭的動力系統并不是較為理想的遠程彈道導彈配置。

發射前準備運載火箭和導彈武器在使用上最大的區別是運載火箭發射前準備較為復雜繁瑣，耗時較長，而這些特點是導彈武器作戰所不允許的。通常，在發射飛行前，衛星運載火箭有個數天甚至數周的準備階段，火箭部件和分系統需要檢測和發射前驗證，而且任務指揮員在發射倒計時前會等待和靈活調整以應對天氣等變化。如果在倒計時過程中發動機出現異常，工程技術人員將推遲發射，以查找和解決問題，并重新啟動發射流程。從以往“銀河”火箭發射情況看，除了1個月以上的組裝和發射準備外，發射時間都需要至少1周時間。例如，2012年4月“銀河”3火箭的第一次發射是從3月23日開始的，朝首先將“銀河”3火箭配件運至平安北道鐵山郡東倉里基地，并在接下來10余天完成對1、2、3階段推進器的最終組裝；3月末開始，朝將火箭所需液體燃料及氧化劑運到了發射臺附近容器內；4月6日，朝將火箭第1級推進器裝上發射臺；4月8日，朝鮮政府破天荒地邀請了70多名國外航天專家及媒體記者參觀衛星發射場；4月11日，“光明星3號”衛星完成火箭裝配，開始加注燃料，并最終在4月13日早晨進行了火箭發射。而如此漫長的射前準備對彈道導彈是不允許的，通常彈道導彈作戰需要在接到發射命令數小時內完成發射，即使是早期的導彈也可以在10余小時內完成發射準備。

從以上幾個方面可以看出，朝鮮的幾次衛星發射活動本身還是較為單純的太空探索活動，但是這些活動使用的運載火箭或相關技術是否可以用于遠程彈道導彈的開發呢？

用于遠程導彈發展的可能性

發展導彈武器的國家幾乎都存在幾乎同步的航天運載火箭發展計劃，朝鮮業已成熟起來的“銀河”系列運載火箭與彈道導彈無疑也存在著技術滲透，但是從以下幾個方面看，朝鮮將運載火箭用于遠程導彈發展的可能性并不大。

運行條件差異大，無法有效縮短發展時間彈道導彈與其它軍事系統一樣，在無預警情況下都必須具備較強可靠性和隨即反應性，其必須經過廣泛的飛行試驗，通常情況下只有在成功完成測試檢驗后才認為導彈具備作戰能力。從前面的分析可以看出，運載火箭出于成本最小化和性能最大化的需要，是難以達到彈道導彈的要求的，這就是為什么蘇聯和美國從未將衛星發射運載火箭改裝為彈道導彈的原因，不過不容否認的是在各國導彈發展過程中，從導彈改造為衛星發射運載火箭的情況還是非常常見的，但在這一發展過程中無法完全回避對軍用導彈進行多年的全套飛行試驗。彈道導彈和運載火箭平行發展并不能大幅度縮短彈道導彈的發展時間。

改造技術難度大，利用火箭技術成本高由于朝鮮受到外部的嚴格制裁，因此朝鮮還是很可能利用“銀河”運載火箭進行彈道導彈改造，但這種改造在技術上并不簡單，而且在經濟和時間成本上也不合理，因為使用運載火箭技術來改造遠程彈道導彈需要對改造后的“銀河”火箭進行彈道導彈模式的飛行試驗。不過外界普遍猜測，朝鮮可能利用“銀河”3火箭的前兩級制造彈道導彈，這種導彈最大射程依據具體配置情況將可達到4 000～6 000千米，而為覆蓋美國本土，就必須在“銀河”3的前兩級上安裝較大推力的第三級火箭，但這種配置已不太適合用于實戰的彈道導彈，尤其是第二級仍采用低沖量的飛毛腿發動機。其不但損失大量彈道導彈至關重要的射程，而且延長了助推段飛行時間，這使得美國助推段攔截成功的可能性更高。實際上，蘇聯在1957年曾考慮過一種類似的升級方式，蘇聯導彈研制部門將R-12（SS- 4）和R-14（SS- 5）導彈的主助推器連起來組成R-16（SS- 7）洲際彈道導彈，但這種改造經過了后續根本性的重新設計，包括發展使用更大推力的全新發動機。另一個反面的案例是印度的彈道導彈發展計劃。印度的彈道導彈在上世紀末和本世紀初一直停留在“大地”2和“烈火”2的水平上，而與此同時其運載火箭技術發展卻十分迅猛，其運載火箭推力和衛星發射技術甚至一度超過我國。蘇聯和印度的經驗表明，如果朝鮮主要利用“銀河”3火箭的硬件來發展洲際彈道導彈，其將會發現這一途徑費時費力，還將面臨重大技術挑戰。

重量和體積過大，難以實際部署使用嚴格講，雖然運載火箭不具備遠程彈道導彈需要的種種武器實戰特性，但是其作為投送工具還是具備將戰斗部載荷投送到遠程甚至洲際距離的。因此朝鮮也還是有可能考慮將“銀河”3作為應對危機緊迫情況下使用的洲際彈道導彈。但由于這種導彈總重量將超過90噸，較大的體積和繁瑣的射前準備使其難以部署到機動發射平臺上，如果采用發射井部署，朝鮮的國土范圍又過小，戰略縱深有限，朝鮮會發現很難隱藏其發射井的位置，所有可能部署的朝鮮發射井距離海岸線都不會超過200千米，這在美國的先發制人突襲下難以生存。特別是采用部署在“宙斯盾”艦上的“標準”3這樣的助推段攔截系統，可以在朝鮮半島附近海域游弋待機，隨時對朝鮮形成導彈防御封鎖。因此體積重量如此龐大的火箭系統不適宜部署在朝鮮這樣國土狹小的國家。

已擁有同類導彈，火箭技術影響有限前面提到朝鮮可能利用“銀河”3火箭的前兩級改造為射程4 000～6 000千米的彈道導彈，但是實際上朝鮮已經沒有這個必要。2012年4月，朝鮮在平壤舉行的閱兵式上公開了機動的遠程導彈“火星-13”的全尺寸模型。按照美國的命名法其被稱為KN-08，這表明朝鮮已經發展了新的遠程彈道導彈，并采用了非運載火箭技術的全新設計。KN-08還在不斷改進，最近一次平壤閱兵中展示的該型導彈外觀發生了較大變化。如果該導彈的推力比“銀河”3、“勞動”或“飛毛腿”導彈都要大，那么射程有可能達到洲際標準。但是如果不進行飛行試驗，這些可能就都是推測。實際上由于遠程彈道導彈和運載火箭飛行彈道有明顯差別，因此一種火箭發動機并不能簡單地代替另一種，不能指望導彈能從中更多受益，因為新的配置需要進行多次飛行試驗來驗證性能和可靠性。

基本看法

火箭無法大幅促進導彈發展從朝鮮運載火箭發展看，將彈道導彈技術用于運載火箭的可能性較大，例如早期的“大浦洞”系列，但由于沒有導彈整體布局的局限，造成“大浦洞”導彈作為運載火箭時長徑比過大，不但飛行效率低，而且缺乏發展潛力，也成為發射一再失敗的根本原因，因此朝鮮很快放棄了這種途徑，發展了專門的“銀河”系列運載火箭。而從前面分析可以看出，將運載火箭用于彈道導彈的可能性并不大。但不容否認的是兩者在發動機技術、部件生產工藝和飛行可靠性驗證、項目管理等方面是相通的。朝鮮可以利用運載火箭衛星發射檢驗其無法利用飛行試驗驗證的發動機設計和關鍵部件可靠性以及飛行動力設計等，從而促進其遠程彈道導彈的設計、制造和發射能力的發展。

朝運載火箭技術已趨成熟朝鮮現已成功用不同的“銀河”火箭將兩顆衛星送入軌道，而這一成功是在經歷了三次“銀河”失敗和一次“大浦洞”失敗后取得的。這種結果說明朝鮮工程人員已經學會如何設計和組裝并使用多級火箭，記錄了足夠多的飛行數據來找到并修正錯誤的分系統或流程，以及改進新開發系統。未來使用“勞動”和“飛毛腿”技術的衛星發射將有可能提高“銀河”火箭的可靠性，這將為更大型的“銀河”火箭發展奠定基礎，但不會極大影響到遠程彈道導彈的可靠性和作戰反應性的發展。如果朝鮮想擁有能威脅到美國的可靠核能力，其不得不進行包括KN-08和“舞水端”在內的遠程彈道導彈發展計劃。

阻止試驗應成為制裁重點從美國、蘇聯、中國和法國的第一代和第二代遠程彈道導彈以及衛星發射的歷史可以看出，新型導彈在前5、6次發射中比后續發展的型號更可能失敗。未經過實際飛行測試的KN-08、“舞水端”或其它遠程導彈需經十余年改進才可能成熟可靠。國際社會阻止朝鮮核與衛星試驗已多次失敗，但目前朝鮮還無法對其KN-08等遠程導彈進行飛行試驗，因此阻止這些飛行飛驗是國際社會當前的緊迫任務，其次才是防止朝鮮轉化核材料或技術。一旦朝鮮完成遠程導彈的飛行試驗并成功，那么其戰略威懾能力即達成，對國際社會的態度也會更加強硬，因此防止其衛星發射非常重要，但更重要的是防止其遠程導彈的試驗。