俄羅斯軍用偵察衛星發展現狀與趨勢評析

◎ 中國航天系統科學與工程研究院 陳建光 徐程遠 馬 婧

蘇聯解體后，俄羅斯軍事航天能力嚴重下滑，特別是軍用偵察衛星發展停滯，致使天基偵察能力不足的狀況長期持續，與其航天大國地位不相適應。進入21世紀，隨著經濟形勢的好轉，俄羅斯提出重振航天強國的戰略目標。通過實施《2006～2015年俄羅斯聯邦航天計劃》《2011～2020年國家武備計劃》，俄羅斯軍事航天步入能力恢復期。但與軍用導航衛星和軍用通信衛星建設相比，軍用偵察衛星發展仍顯緩慢。為提升天基偵察能力，滿足軍事行動需求，俄羅斯一方面推進在軌偵察衛星的升級換代，另一方面著手發展新的民用遙感衛星星座。

一、軍用偵察衛星發展現狀

目前，俄羅斯初步構建了涵蓋光學偵察衛星、雷達偵察衛星、電子偵察衛星、民用遙感衛星的天基偵察體系。軍用傳輸型光學成像偵察衛星全色分辨率達到0.3米，雷達衛星分辨率達到1米；民用光學遙感衛星全色分辨率優于1米。雖然偵察衛星的空間分辨率在世界上處于較高水平，但時間分辨率仍顯不足。一方面是偵察衛星數量較少，重訪周期較長，另一方面是雷達衛星故障頻發，缺乏全天候偵察能力。

俄羅斯2015年在敘利亞戰場上動用的衛星

與美國相比，俄羅斯天基偵察能力仍有較大差距。目前，美國在軌有3顆分辨率0.1米的“鎖眼”-12光學成像衛星，3顆分辨率0.3米的“長曲棍球”雷達成像衛星，4顆分辨率0.15米的“未來成像體系”雷達成像衛星，戰時可每2小時對戰區內重點目標偵察一次；電子情報衛星十多顆，可24小時連續監聽全球重點區域的通信信號。

表1 俄羅斯在軌軍用偵察衛星數量統計（截至2017年6月）

（一）軍用光學偵察衛星完成向傳輸型的過渡

目前，隨著“角色”（Persona）傳輸型光學成像偵察衛星和“獵豹”-M（Bars-M）傳輸型測繪衛星的部署，俄羅斯軍用光學偵察衛星完成從返回式向傳輸型的過渡，可為作戰人員快速獲取戰場態勢提供支持。

1.光學成像偵察衛星

20世紀90年代，俄羅斯曾部署過“阿拉克斯”（Araks）傳輸式光學成像偵察衛星。但受國家經濟嚴重滑坡影響，該型衛星發射兩顆后停止部署。從2004年起，俄羅斯基本依靠每年發射1～2顆“琥珀/鈷”-M（Kobalt-M）返回型衛星維持天基偵察能力。“琥珀/鈷”-M衛星通常部署在高度180千米×330千米的低地軌道，工作壽命120天左右，最高分辨率0.2米，偵察圖像從膠卷返回到交付使用至少需要1個月時間。“琥珀/鈷”-M最后一次發射部署是2015年6月5日，現已退役。

20世紀90年代末期，俄羅斯啟動“角色”傳輸式光學成像偵察衛星研制，由進步中央特種設計局承擔。衛星長約7米，質量約5000千克～7000千克，標稱軌道為高度約750千米的太陽同步軌道，設計壽命約7年。采用了與“阿拉克斯”衛星類似的光學系統，即柯爾施式三鏡消像散結構，由3塊非球面反射鏡和1塊平面反射鏡組成。光學系統的主鏡直徑為1.5米，焦距20米。星下點全色分辨率0.3米，是俄羅斯目前分辨率最高的傳輸型成像衛星。

“阿拉克斯”（Araks）可能的成像模式

“角色”系列衛星發射程序示意圖

“獵豹”-M衛星構成示意圖

“角色”衛星共發射了3顆，但工作狀況并不理想。“角色”-1衛星（編號“宇宙”-2441）2008年入軌后不久就由于空間輻射造成電路故障，導致整星失效。經過近5年的改進，“角色”-2衛星（編號“宇宙”-2486）在2013年6月7日發射入軌，但不久后出現星上存儲器故障，有一半存儲器失效，2014年8月上傳新的軟件修復存儲缺陷，將衛星重新激活。“角色”-3衛星（編號“宇宙”-2506）在2015年6月23日入軌，目前工作正常。

2.光學測繪衛星

2015年2月，俄羅斯部署了名為“獵豹”-M的首個傳輸型數字測繪衛星系統，運行在高度約580千米的太陽同步軌道上，具備全球高時效性軍用地圖測繪能力。“獵豹”-M衛星由進步火箭航天中心研制，搭載“克拉”光電系統，裝配一個高分辨率相機，分辨率1.1米～1.35米，幅寬60千米，有7個工作譜段；裝配一個中等分辨率廣角相機，用于概覽拍攝和地形拍攝。2015年2月27日，俄羅斯成功發射“獵豹”-M1衛星（編號“宇宙”-2503），2016年3月24日成功發射“獵豹”-M2衛星（編號“宇宙”-2515）。

（二）軍用雷達偵察衛星發展差強人意

俄羅斯部署了名為“禿鷹”（Kondor）的首型雷達成像偵察衛星，但發展并不順利，故障頻發。“禿鷹”-1（編號“宇宙”-2487）和“禿鷹”-E1（出口型，為南非軍隊建造）分別于2013年6月27日和2014年12月19日發射入軌。“禿鷹”-1衛星雷達在2015年9月出現故障，已停止工作。“禿鷹”-E1在軌亦出現異常，后經檢修恢復工作。

“禿鷹”衛星由機械制造科研生產力聯合體公司研制，質量約1150千克，運行在高度約500千米的極軌道上，采用S頻段拋物面天線，具有聚束、條帶、掃描三種合成孔徑雷達（SAR）成像模式，可實現對衛星兩側成像，入射角為20°～55°，視場范圍為每側500千米。聚束模式分辨率1米，幅寬10千米～20千米；條帶模式分辨率1米～3米，幅寬10千米～20千米；掃描合成孔徑雷達模式分辨率5米～30米，幅寬20千米～150千米，并具備一定的立體觀測和干涉測量能力。

（三）新型電子偵察衛星開始服役

俄羅斯2 0 0 6年開始研制新的電子偵察衛星“蓮花”（Lotos），以取代蘇聯時期研制的“處女地”（Tselina）衛星。2009年11月20日，首顆實驗衛星“蓮花”-S（編號“宇宙”-2455）發射入軌，后出現故障，通過軟件修正后恢復工作。2014年12月24日，第二顆“蓮花”-S（編號“宇宙”-2502）發射入軌，目前運行正常。

“蓮花”電子偵察衛星

“蓮花”-S衛星運行在高度900千米的低地軌道，主要用于截獲偵聽敵方無線電發射信號，未來還計劃與搭載了雷達載荷的新型“芍藥”-NKS（Pion-NKS）偵察衛星相配合，組成俄羅斯新一代空間監視與目標指示系統“蔓”（Liana）。該系統將可跟蹤敵方陸上戰車、空中飛機和海上船只的移動，形成目標移動實時指示圖，為精確打擊提供支持。

（四）民用遙感衛星星座完成構建

俄羅斯希望民用遙感衛星為天基偵察能力提供補充，目前有3顆“資源”-P（Resurs-P）系列高分辨率光學成像衛星在軌。“資源”-P1、“資源”-P2、“資源”-P3衛星分別于2013年6月25日、2014年12月26日和2016年3月13日發射入軌。

“資源”-P民用遙感衛星

“資源”-P衛星是俄羅斯新型對地遙感衛星，由進步中央特種設計局研制，主要用于監測土地使用、森林植被情況、重大災難和緊急突發事件，還肩負開發衛星成像數據庫等滿足軍事需求的任務。衛星質量約5920千克，設計壽命為5年～7年，運行軌道為高約475千米的太陽同步軌道，軌道傾角約97.3°。全色模式下分辨率優于1米，多光譜模式下分辨率為3米～4米，幅寬38千米。

二、軍用偵察衛星未來發展

俄羅斯2012年4月出臺的《2030年及未來俄羅斯航天發展戰略》、同年12月出臺的《2013-2020年俄羅斯航天活動國家規劃》，都將發展對地觀測系統作為未來航天活動的重點方向之一。俄羅斯2015年8月新組建的空天軍，正在推進包括空天偵察、預警與監視子系統的空天防御體系建設。預計俄羅斯將構建軍民協同的天基偵察體系，以滿足未來軍事需求，目前已在光學成像偵察衛星和民用雷達衛星方面提出未來發展計劃。

俄羅斯空天軍在2016年7月宣稱，將研制新型“拉茲丹”（Razdan）光學偵察衛星，取代目前在軌的“角色”衛星，作為未來光學成像偵察衛星系統的主力。空天軍所轄的航天兵正與進步火箭航天中心協商衛星設計問題。根據國防部初步計劃，首顆“拉茲丹”衛星將于2019年從普列謝茨克發射場發射，第二顆2022年發射，第三顆2024年發射。第三顆及后續“拉茲丹”衛星將安裝有直徑約兩米的新型光學主鏡。

民用雷達衛星方面，俄羅斯航天局（現已撤銷，職能并入“俄羅斯航天”國家公司）已授予進步中央特種設計局“視野”-R雷達衛星的研制合同。俄航天局希望“視野”-R衛星能提供優于1米的遙感圖像，用于制圖、航海安全、地質應用、自然資源探查和農業等目的；要求“視野”-R衛星工作壽命達到5年，對北緯35°～60°區域的重訪周期少于2天，星上數據能在拍攝后12小時內傳送到地面站，并可使用格洛納斯（GLONASS）和GPS的導航衛星數據。“視野”-R衛星配備有“虎鯨”-R（Kasatka-R）高分辨率雷達，目前衛星有效載荷已進入測試階段，首星預計2019年發射。俄航天局還計劃研制“視野”-O光學衛星，組建包括2顆雷達衛星和4顆光學衛星的“視野”天基遙感星座。

表2 “視野”-R雷達衛星參數

三、對俄軍用偵察衛星發展的幾點評價

為反擊北約東擴，俄羅斯對提升周邊態勢感知能力的軍事需求緊迫。但是，由于航天投入有限、航天工業基礎仍有不足，加之航天發射故障不斷，尚難使其天基偵察體系具備全天時、全天候的偵察能力。

（一）提升天基偵察能力需求緊迫

俄羅斯在2014年出臺新版《俄聯邦軍事學說》，首次提出“非核遏制”概念，指出在信息領域和空天領域等的對抗是現代軍事沖突的重要特征之一。特別是近年來俄羅斯強硬反擊北約東擴，開展了一系列軍事動作，如俄格戰爭、克里米亞危機、出兵敘利亞等。為提升戰場態勢感知能力，俄羅斯迫切需要提升天基偵察能力來支持軍事行動。

（二）航天投入略顯不足

2015年以來，受西方制裁、盧布貶值、原油價格走低等因素影響，俄羅斯經濟大幅下滑，雖出臺多項規劃計劃以期振興航天事業，但受困于經費不足而進展有限。2016年，俄政府通過《2016～2025聯邦航天計劃》，未來十年航天預算從起初的2萬億盧布降至1.4萬億盧布（約合213億美元），降幅達30%。可以預見，俄羅斯難以保持航天領域的持續投入，勢必遲滯軍事航天能力恢復。

（三）航天工業基礎有待加強

俄羅斯電子產品長期落后西方國家，其運載火箭和衛星中使用的4500多種電子元器件，有1500多種需要進口。俄格沖突和烏克蘭危機后，西方對俄制裁力度加大。雖然俄羅斯自2014年以來加速實施電子元器件進口替代，但是，宇航級電子元器件短缺問題在短期內難以解決。電子產品質量不高也影響到了衛星的有效工作。首顆“角色”光電傳輸型衛星2008年發射入軌后失效；2013年第二顆“角色”衛星入軌后不久又出現了星上存儲器故障問題；兩顆“禿鷹”雷達偵察衛星在軌期間也出現故障。此外，近年來俄羅斯航天發射故障不斷，從2010年至2015年，俄羅斯航天發射任務有15次未獲成功，部分軍事衛星未能按期入軌，影響了俄羅斯軍事航天能力建設。

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