國(guó)外軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星發(fā)展回顧

劉韜（北京空間科技信息研究所）

國(guó)外軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星發(fā)展回顧

2016 Year in Review: Foreign Military Earth Observation Satellites

劉韜
（北京空間科技信息研究所）

2016年，國(guó)外高度重視軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的發(fā)展，除美國(guó)、俄羅斯、印度等傳統(tǒng)航天國(guó)家外，新興航天國(guó)家也開始發(fā)展高分辨率軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星。2016年，國(guó)外共有6個(gè)國(guó)家發(fā)射了8顆軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，這些國(guó)家分別是美國(guó)、俄羅斯、印度、以色列、秘魯和土耳其。從衛(wèi)星類型來看，光學(xué)成像偵察衛(wèi)星5顆，雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星2顆，電子偵察衛(wèi)星1顆。

2016年國(guó)外軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)概覽

1 美國(guó)

2016年2月10日，美國(guó)成功發(fā)射一顆“未來成像體系-雷達(dá)”衛(wèi)星，使該系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)量增至4顆，而美國(guó)在軌的上一代“長(zhǎng)曲棍球”（Lacrosse）雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星僅剩1顆，說明美國(guó)雷達(dá)成像偵察將完成新老接替的過渡期。

“未來成像體系-雷達(dá)”衛(wèi)星運(yùn)行在高1100km、傾角123°的逆行圓軌道上。該衛(wèi)星的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能指標(biāo)高度保密，其他內(nèi)容鮮有報(bào)道。據(jù)推測(cè)，分辨率至少與其上一代“長(zhǎng)曲棍球”衛(wèi)星相當(dāng)。

2016年6月11日，美國(guó)利用德爾他－4（Delta－4）重型運(yùn)載火箭成功發(fā)射編號(hào)為國(guó)家偵察局發(fā)射－37（NROL－37）的偵察衛(wèi)星，外界推測(cè)其為獵戶座－9（Orion-9）地球靜止軌道電子偵察衛(wèi)星。該衛(wèi)星主要用于收集雷達(dá)和導(dǎo)彈遙測(cè)信號(hào)，屬于信號(hào)情報(bào)電子偵察衛(wèi)星。有外媒猜測(cè)，國(guó)家偵察局發(fā)射－37的傘狀天線直徑可達(dá)100m，進(jìn)入軌道后天線展開的面積約一個(gè)足球場(chǎng)大。

2 俄羅斯

大力發(fā)展軍用測(cè)繪衛(wèi)星

2016年，俄羅斯成功發(fā)射了2顆軍用測(cè)繪衛(wèi)星，一顆為獵豹－M2軍用光學(xué)測(cè)繪衛(wèi)星，另一顆為測(cè)地-IK－2－02軍用大地測(cè)量衛(wèi)星。

測(cè)地-IK－2－02被冠以宇宙－2517（Cosmos－2517）的編號(hào)，說明其為軍用衛(wèi)星。測(cè)地-IK－2系列衛(wèi)星的發(fā)展并不順利，俄羅斯曾于2011年2月1日使用隆聲號(hào)（ROCKOT）運(yùn)載火箭在普列謝茨科發(fā)射場(chǎng)（Plesetsk）發(fā)射首顆測(cè)地-IK－2（Cosmos－2470）衛(wèi)星，該衛(wèi)星設(shè)計(jì)用于大地測(cè)量作業(yè)及繪制精細(xì)三維地圖。但由于火箭故障，該衛(wèi)星未能進(jìn)入預(yù)定工作軌道。2013年年中，俄羅斯曾計(jì)劃在2014年發(fā)射測(cè)地-IK－2－02。然而，所有的電子元件在當(dāng)時(shí)仍處于升級(jí)改造過程中，以承受空間輻射環(huán)境，這使發(fā)射預(yù)期推遲到2015年年底。2016年3月，其承包商信息衛(wèi)星系統(tǒng)-列舍特涅夫公司（ISS Reshetnev）自稱，盡管美國(guó)自2013年春季加強(qiáng)對(duì)軍民兩用電子器件的供給限制，測(cè)地-IK－2－02也已制造完畢。據(jù)外媒分析，盡管該公司能夠從歐洲采購(gòu)所需部件，包括測(cè)地-IK－2－03的薩特闊－3（Sadko－3）高度計(jì)，實(shí)際上部分部件很可能還是來自美國(guó)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱，信息衛(wèi)星系統(tǒng)-列舍特涅夫公司解密測(cè)地-IK－2系列衛(wèi)星為民用項(xiàng)目，甚至將其作為“全球大地測(cè)量觀測(cè)系統(tǒng)”（GGOS）的一部分，原因是該衛(wèi)星的許多關(guān)鍵部件需要從國(guó)外進(jìn)口。

測(cè)地-IK－2－02實(shí)際是該系列衛(wèi)星的首顆成功發(fā)射的衛(wèi)星。測(cè)地-IK－2衛(wèi)星系列代號(hào)為米松－2（Musson－2）。該衛(wèi)星系列是繼蘇聯(lián)及俄羅斯發(fā)展的“球面”（Sfera）、“標(biāo)準(zhǔn)具”（Etalon）、“米松”（Musson）等專用大地測(cè)量衛(wèi)星后的最新測(cè)地型號(hào)。

測(cè)地-IK－2－02運(yùn)行于高1000km、傾角99.4°的軌道，質(zhì)量約900kg。其主有效載荷為薩特闊－2雷達(dá)高度計(jì)，還攜帶多普勒系統(tǒng)、時(shí)間同步器、激光反射器、測(cè)距儀、Ka頻段雙模式接收和發(fā)射天線，以及由俄羅斯航空航天儀表制造科學(xué)研究所（RNII KP）研制的“米拉姆”（Miram）雷達(dá)高度計(jì)，它用于進(jìn)一步增強(qiáng)測(cè)地精度。該型衛(wèi)星獲取的測(cè)地信息可廣泛應(yīng)用于軍用和民用領(lǐng)域，如衛(wèi)星跟蹤、全球?qū)Ш剑约皩?dǎo)彈飛行軌跡預(yù)測(cè)等。

2016年3月發(fā)射的獵豹－M2與2015年發(fā)射的獵豹－M1衛(wèi)星相同，主要攜帶測(cè)繪相機(jī)和激光高度計(jì)，后續(xù)還將發(fā)展4顆獵豹－M衛(wèi)星。

開始研制新型光學(xué)成像偵察衛(wèi)星

俄羅斯國(guó)防部計(jì)劃在2019年部署以新型“拉茲丹”（Razdan）衛(wèi)星為主的偵察衛(wèi)星系統(tǒng)。俄羅斯空天部隊(duì)與國(guó)家進(jìn)步火箭航天中心（PRSC）正就“拉茲丹”衛(wèi)星的技術(shù)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行協(xié)商。“拉茲丹”光學(xué)成像偵察衛(wèi)星將取代現(xiàn)役的“角色”（Persona）傳輸型光學(xué)成像偵察衛(wèi)星，且新一代系統(tǒng)將在能力上較上一代系統(tǒng)有很大提升，將會(huì)裝備新的直徑2m多的望遠(yuǎn)鏡，以及抗干擾的高速無線電通信裝置。據(jù)初步計(jì)劃，新系統(tǒng)由3顆“拉茲丹”衛(wèi)星組成，將在2019－2024年從普列謝茨克發(fā)射場(chǎng)發(fā)射。新衛(wèi)星將由國(guó)家進(jìn)步火箭航天中心負(fù)責(zé)研發(fā)。

俄羅斯測(cè)地－IK－2衛(wèi)星在軌飛行示意圖

3 印度

2016年，印度成功發(fā)射制圖衛(wèi)星－2C。該衛(wèi)星質(zhì)量727.5kg，功率986W，采用高500km、傾角97.5°的近圓太陽同步軌道。該衛(wèi)星比之前發(fā)射的制圖衛(wèi)星－2、2A和2B從技術(shù)指標(biāo)上有了較大進(jìn)步。制圖衛(wèi)星－2、2A和2B無多光譜成像能力，而制圖衛(wèi)星－2C星上攜帶了全色和多光譜相機(jī)，全色分辨率0.65m，多光譜分辨率2m。印度媒體十分高調(diào)地報(bào)道，制圖衛(wèi)星－2C協(xié)助印度陸軍完成了對(duì)恐怖分子“外科手術(shù)式”的打擊。

測(cè)試中的印度制圖衛(wèi)星－2C

4 以色列

2016年9月13日，以色列利用“沙維特”（Shavit）運(yùn)載火箭從帕爾瑪奇姆空軍基地將地平線－11光學(xué)成像偵察衛(wèi)星送入380km×600km、傾角142°的低地球軌道。

在衛(wèi)星入軌后不久，以色列官員就表示地平線－11的部分系統(tǒng)并未如預(yù)期發(fā)揮作用，導(dǎo)致衛(wèi)星不能正常工作。以色列航天局（ISA）和以色列航空航天工業(yè)公司（IAI）的工程人員隨即嘗試穩(wěn)定衛(wèi)星，并定位問題部位。9月21日，工程人員解決了衛(wèi)星運(yùn)行系統(tǒng)發(fā)生的部分異常問題，使得衛(wèi)星能夠正常運(yùn)行工作，并成功向地面控制站下傳了首幅高分辨率圖像。

地平線－11是以色列新一代光學(xué)成像偵察衛(wèi)星的首發(fā)星，采用了更先進(jìn)的新型衛(wèi)星平臺(tái)OPSAT－3000和“木星高分辨率成像系統(tǒng)”（Jupiter）。與上一代的具備0.5m全色成像能力的地平線－5/7/9光學(xué)成像偵察衛(wèi)星最大不同的是，地平線－11增加了多光譜成像能力。據(jù)報(bào)道，“木星高分辨率成像系統(tǒng)”口徑70cm，全色分辨率為0.5m，幅寬15km，多光譜分辨率2m。

5 秘魯

2016年9月16日，歐洲阿里安空間公司利用“織女星”（Vega）火箭成功發(fā)射秘魯衛(wèi)星－1。該衛(wèi)星是秘魯首顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，為軍民兩用衛(wèi)星。2014年，秘魯國(guó)家航空航天研究與發(fā)展委員會(huì)（CONIDA）和空客防務(wù)與航天公司（ADS）簽署了秘魯衛(wèi)星－1的研制合同。該衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量430kg，基于高度敏捷和緊湊的天體平臺(tái)－S（AstroBus－S）衛(wèi)星平臺(tái)制造，搭載的“新型天文衛(wèi)星光學(xué)模塊化相機(jī)”（NAOMI）的主鏡由碳化硅制造，分辨率達(dá)0.7m。秘魯衛(wèi)星－1獲取的高分辨率數(shù)據(jù)將服務(wù)于軍民領(lǐng)域，包括國(guó)土安全、邊境監(jiān)控、海岸線監(jiān)控、打擊非法活動(dòng)、自然災(zāi)害管理和環(huán)境保護(hù)等方面。

測(cè)試中的土耳其格克蒂爾克－1衛(wèi)星

6 土耳其

2016年12月5日，歐洲“織女星”運(yùn)載火箭從庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射0.8m分辨率的格克蒂爾克－1軍民兩用光學(xué)成像偵察衛(wèi)星。該衛(wèi)星的主承包商是意大利空間通信公司（Telespazio），負(fù)責(zé)建造該衛(wèi)星的地面系統(tǒng)，提供發(fā)射和入軌時(shí)的測(cè)試與服務(wù)。此外，還負(fù)責(zé)與土耳其合作開發(fā)圖像應(yīng)用服務(wù)。泰雷茲-阿萊尼亞航天公司（TAS）負(fù)責(zé)提供衛(wèi)星主體及光學(xué)成像儀，平臺(tái)基于“觀測(cè)、通信與科學(xué)平臺(tái)”（Proteus）進(jìn)行改進(jìn)，光學(xué)成像儀基于法國(guó)“昴宿星”（Pleiades）上的相機(jī)進(jìn)行研制。土耳其航空航天工業(yè)公司（TAI）參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研發(fā)，并提供部分系統(tǒng)組件。土耳其國(guó)防電子制造商阿塞爾散公司（Aselsan）負(fù)責(zé)提供天線及相關(guān)電子元件。格克蒂爾克－1質(zhì)量1000kg，設(shè)計(jì)壽命7年，計(jì)劃運(yùn)行在高約700km的太陽同步軌道，該衛(wèi)星對(duì)土耳其的重訪周期將少于2天。

7 結(jié)束語

2016年，國(guó)外軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星呈現(xiàn)出幾點(diǎn)重要趨勢(shì)∶一些新興航天國(guó)家通過國(guó)際合作，特別是與歐洲合作，開始部署高分辨率軍用光學(xué)成像偵察衛(wèi)星。印度和以色列的新一代光學(xué)成像偵察衛(wèi)星開始部署，并走出了自己的特色，開始具備多光譜成像能力。根據(jù)分析，這2個(gè)國(guó)家目前由于缺少高分辨率的天基紅外偵察能力，配置多光譜成像能力，可在一定程度上提升偵察效能。