俄羅斯軍用偵察衛星發展分析

● 文 |中國航天系統科學與工程研究院 徐鵬 馬婧 侯丹

俄羅斯軍用偵察衛星發展分析

● 文 |中國航天系統科學與工程研究院 徐鵬 馬婧 侯丹

當前，俄羅斯軍用偵察衛星發展進入升級換代階段，部署多顆新型偵察衛星，天基偵察能力有所提升。俄羅斯計劃構建軍民協同的天基偵察體系，以滿足未來軍事作戰和國家安全需求。由于俄羅斯航天投入有限，航天工業基礎仍有不足，加之航天發射故障不斷，天基偵察體系建設還面臨諸多挑戰。

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，致使天基偵察能力長期處于不足狀態。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。通過實施一系列航天計劃，俄羅斯軍事航天步入能力恢復期。與軍用導航衛星和軍用通信衛星建設發展相比，俄羅斯軍用偵察衛星發展仍顯緩慢。為提升天基偵察能力以滿足軍事行動的需求，俄羅斯一方面推進在軌軍用偵察衛星的升級換代，另一方面著手發展新型兩用遙感衛星星座。

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軍用偵察衛星、雷達偵察衛星、電子偵察衛星和兩用遙感衛星的天基偵察體系，如表1所示。其軍用傳輸型光學成像偵察衛星全色分辨率達到0.3m，雷達衛星分辨率達到1m；兩用光學遙感衛星全色分辨率優于1m。雖然俄羅斯偵察衛星在空間分辨率上基本達到世界領先水平，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，全天候偵察能力受到影響。

表1 俄羅斯在軌軍用偵察衛星數量統計（截至2016年底）

1.軍用光學偵察衛星完成向傳輸型的過渡

目前，隨著“角色”（Persona）傳輸式光學成像偵察衛星和獵豹－M（Bars－M）傳輸型數字測繪衛星的部署，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，該型衛星僅發射2顆后就停止部署。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衛星通常部署在低地軌道，工作壽命120天左右，最高分辨率為0.2m，偵察圖像從膠卷返回到交付使用至少需要1個月時間。最后一顆琥珀/鈷－M于2015年6月5日發射部署，目前“琥珀/鈷”已退出現役。

“角色”傳輸式光學成像偵察衛星的研制工作在20世紀90年代末期啟動。該衛星由進步中央特種設計局研制，長度約為7m，質量約為5000～7000kg，在高度約750km的太陽同步軌道上運行，設計壽命約為7年。“角色”衛星采用了與“阿拉克斯”衛星類似的光學系統，即柯爾施（Korsch）式三鏡消像散（TMA）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1.5m，焦距20m。“角色”衛星星下點全色分辨率為0.3m，是俄羅斯目前分辨率最高的傳輸型成像衛星，見圖1。

圖1 “角色”衛星（左）與“資源”系列衛星（右）

俄羅斯“角色”衛星目前發射3顆，但工作狀況并不順利。2008年7月發射的角色－1衛星入軌后不久就由于空間輻射導致了電路故障，造成整星失效。角色－2衛星在2013年6月發射入軌后不久出現星上存儲器故障問題，有1/2存儲器失效；2014年8月，俄羅斯上傳新的軟件修復存儲缺陷，將衛星重新激活。角色－3衛星在2015年6月23日入軌，目前工作正常。

（2）光學測繪衛星

軍用光學測繪衛星方面，俄羅斯部署了名為獵豹－M（Bars－M）的首個傳輸型數字測繪衛星系統，運行在高度約580km的太陽同步軌道上，主要提供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，搭載列寧格勒光學機械聯合公司（LOMO公司）研制的“克拉”光電系統，裝配一個高分辨率相機，相機分辨率1.1～1.35m，幅寬60km，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。俄羅斯先后于2015年2月和2016年3月成功發射獵豹－M1衛星和獵豹－M2衛星。

2.軍用雷達偵察衛星發展不順利

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和禿鷹－E1（出口型，為南非軍隊建造）分別于2013年6月和2014年12月發射。禿鷹－1衛星雷達在2015年9月出現故障，已停止工作。禿鷹－E1衛星在軌亦出現異常，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1150kg，運行在高度約500km的極軌道上，采用S頻段拋物面天線，具有聚束、條帶、掃描3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500km。聚束模式分辨率1m，幅寬10～20km；條帶模式分辨率1～3m，幅寬10～20km；掃描SAR模式分辨率5～30m，幅寬20～150km，并具備一定的立體觀測和干涉測量能力。

3.新型電子偵察衛星開始服役

俄羅斯2006年開始研制新的電子偵察衛星——“荷花”（Lotos），以取代蘇聯時期研制的“處女地”（Tselina）電子偵察衛星。首顆實驗衛星荷花－S于2009年11月發射入軌，后出現故障，通過軟件修正后恢復工作。第二顆荷花－S于2014年12月發射入軌，目前運行正常。

荷花－S電子偵察衛星運行在高度900km的低地球軌道，主要用于截獲和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。

4.軍民兩用遙感衛星星座初具規模

俄羅斯近年來不斷推動兩用遙感衛星發展，將其作為天基偵察能力的補充。目前，俄羅斯有3顆資源－P（Resurs－P）系列高分辨率光學成像衛星在軌，分別于2013年6月、2014年12月和2016年3月發射。

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。資源－P衛星質量約5920kg，設計壽命為5～7年，運行軌道為高約475km的太陽同步軌道，軌道傾角約97.3°。衛星全色模式下分辨率優于1m，多光譜模式下分辨率為3～4m，幅寬38km。資源－P衛星回傳的測試圖像如圖2所示。

圖2 資源－P衛星回傳的測試圖像

二、軍用偵察衛星未來發展

俄羅斯在2012年出臺《2030年及未來俄羅斯航天發展戰略（草案）》，提出分階段實現“航天技術處于世界先進水平，占據航天領域領先地位”的戰略目標。該戰略將發展對地觀測系統作為未來航天活動的優先方向之一。同時，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，以滿足未來軍事作戰的需求。目前，俄羅斯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，將建造新型“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，第二顆計劃于2022年發射，第三顆計劃于2024年發射。第三顆及后續的“拉茲丹”衛星將安裝由“茲韋列夫”克拉斯諾戈爾斯克廠制造的直徑約2m的新型光學主鏡。

俄羅斯航天國家公司（原俄羅斯航天局）已授予進步中央特種設計局視野-R雷達衛星的研制合同，希望視野－R衛星能提供優于1m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。根據要求，視野－R衛星工作壽命將達到5年，對35°（N）～60°（N）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，目前視野-R雷達衛星有效載荷已進入測試階段，首星預計2019年發射。未來，俄羅斯航天國家公司還計劃研制視野-O光學衛星，最終組建包括2顆視野－R雷達衛星和4顆視野-O光學衛星的“視野”天基遙感星座。

三、幾點看法

為反擊北約東擴，近年來俄羅斯軍事動作頻頻，對提升周邊態勢感知能力的軍事需求緊迫。但是，由于俄羅斯航天投入有限、航天工業基礎仍有不足，加之航天發射故障不斷，使其天基偵察體系具備全天時、全天候的偵察能力以有效支持軍事行動尚有困難。

1.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，并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。而且，近年來，俄羅斯強硬反擊北約東擴的戰略態勢，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有效支持軍事行動。

2.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，雖出臺多項規劃以期振興航天事業，但受困于經費投入不足而進展有限。2016年，俄羅斯政府通過《2016－2025聯邦航天計劃》草案，未來10年，航天預算從起初的20000億盧布降至14000億盧布（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。

3.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，大量電子產品需要進口，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，西方對俄制裁力度不斷加大。雖然，俄羅斯自2014年以來加速實施電子元器件進口替代工作，但宇航級電子元器件短缺問題在短期內難以解決。電子產品質量不高導致的在軌衛星故障不斷也影響到了衛星的有效工作。此外，近年來俄羅斯航天發射故障不斷，2010－2015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，給俄羅斯軍事航天能力建設造成影響。

整體來看，俄羅斯軍用偵察衛星能力雖已走出低谷，但重回鼎盛時期還有很大難度。

[1]http://www.russianspaceweb.com/obzor_r.html#2016.

[2]劉韜，徐冰.2015年國外軍用對地觀測衛星發展回顧[J].國際太空,2016(2).

[3]司耀鋒,徐愷.俄羅斯發射新一代光學遙感衛星資源[J].國際太空，2013(8).

[4]憂思衛星數據庫(UCS Satellite Database).2016.7.

[5]2030年及未來俄羅斯航天發展戰略[M].國防科技信息中心.2012.