俄羅斯“集成空間系統”導彈預警衛星系統發展初探

劉韜 （北京空間科技信息研究所）

俄羅斯“集成空間系統”導彈預警衛星系統發展初探

Development of Russian Integrated Space System(EKS) Missile Early Warning Satellite System

劉韜 （北京空間科技信息研究所）

俄羅斯于2017年5月25日使用聯盟－2.1b火箭成功發射第二顆“集成空間系統”（EKS）系列導彈預警衛星，也稱為“凍土”（Tundra）衛星。集成空間系統－2衛星與2015年底發射的集成空間系統－1衛星均部署在大橢圓軌道，增強了俄羅斯的彈道導彈預警能力。目前，俄羅斯官方沒有公布“凍土”導彈預警衛星的性能指標，本文根據俄羅斯航天網等媒體的報道，初步梳理俄羅斯新一代導彈預警衛星的發展情況和性能。

1 發展背景

蘇聯于20世紀60年代中后期開始導彈預警衛星研制工作，其目的是能夠對攻擊蘇聯的彈道導彈進行早期預警。蘇聯于1972年發射首顆導彈預警衛星—“眼睛”（Oko）衛星，在1972－1975年間，共發射4顆“眼睛”衛星，用于試驗導彈預警衛星技術。1976年10月22日，首顆業務型“眼睛”衛星發射，標志著“眼睛”衛星系統從試驗驗證階段進入了部署應用階段。最后一顆“眼睛”衛星于2010年9月30日發射，共發射了86顆。蘇聯在發展“眼睛”大橢圓軌道導彈預警衛星的同時，也發展了“預報”（Prognoz）靜止軌道預警衛星系統。1975年發射了首顆試驗型“預報”衛星，1991年開始發射業務型“預報”衛星。

有報道稱，俄羅斯“預報”地球靜止軌道預警衛星的視場很窄，必須部署12顆衛星才能監視全球，但實際上，俄羅斯僅發射過8顆業務型“預報”衛星，且從未按照全球覆蓋的要求部署過。2014年4月，俄羅斯在軌運行的最后1顆“眼睛”導彈預警衛星失效，徹底喪失天基導彈預警能力。根據俄羅斯專家分析，由于俄羅斯預警衛星虛警率較高，俄羅斯從未有過僅僅依靠導彈預警衛星的奢望，而是依靠預警衛星與陸基預警雷達綜合進行導彈預警。

為了提升預警衛星能力，俄羅斯于20世紀末開始論證新一代導彈預警衛星，新預警衛星于2004年被批準，稱為“集成空間系統”衛星，原計劃2009年發射。“集成空間系統”衛星的覆蓋區域更加廣泛，能夠更精確地探測導彈，但其發展曾經遇到組織管理和技術難度大等問題，直到2015年11月17日才成功發射首顆衛星。

2 發展歷程

20世紀末到21世紀初，俄羅斯早期預警衛星網絡的主要研發機構彗星中央科學研究所（TsNII Kometa）提出了一個新的導彈預警衛星體系，用于替代當時的預警衛星體系。新一代預警衛星體系原計劃在2005年之前部署，包括4顆地球靜止軌道預警衛星和5～6顆大橢圓軌道預警衛星，其中，地球靜止軌道預警衛星視場大，能夠監視整個地球大陸和海洋區域，大橢圓衛星視場相比地球靜止軌道預警衛星而言較窄，用于重點探測熱點地區。俄羅斯航天工業企業紛紛投標，旨在開發新的早期預警衛星系統的關鍵組件。

在項目論證階段,作為上一代“眼睛”預警衛星的研制方，拉沃契金科研生產聯合體（NPO Lavochkin）贏得了大橢圓軌道預警衛星合同，而赫魯尼切夫公司（GKNPTs Khrunichev）贏得靜止軌道預警衛星合同，赫魯尼切夫公司計劃利用比較成熟的“輕舟”（Yakhta）衛星平臺作為預警衛星研制基礎。在國防部批準的名為“巨鳥嘴星座”（Sozvezdie-Barbet）項目下，基于該論證方案，拉沃契金設計局于1983－1985年開展了預先研究工作，并于1994－1998年間結束預研。

然而,經過數年的爭論和航天工業界業內的協調, 彗星中央科學研究所著手對該項目進行重大調整。實際上，彗星中央科學研究所放棄了原項目合同，將整個合同給予俄羅斯能源火箭公司（RKK Energia）。俄羅斯能源火箭公司以“亞馬爾”（Yamal）衛星為基礎，新設計更加小型化、成本更低、可靠性更好，且能夠攜帶靈敏度更高的載荷。模塊化設計使地球靜止軌道和大橢圓軌道預警衛星均可以使用名為“維多利亞”（Viktoria）的公用平臺。實際上，“維多利亞”是一個通用衛星平臺，既適用于國防部，也適用于俄羅斯航天局的民用衛星。但是也有資料顯示，“集成空間系統”衛星是使用“維多利亞”平臺的唯一衛星。基于“維多利亞”衛星平臺研制“集成空間系統”衛星的技術研發任務于2004年3月被批準。

在世紀交疊之際，“集成空間系統”項目像大多數俄羅斯航天項目一樣也出現了延期，同樣遭遇人才流失和資金短缺。彗星中央科學研究所的員工數量從20世紀70年代5000人以上下降到1999年的1500人，并且大多數留下的員工接近退休年齡。研究所還存在管理不善和腐敗問題。2007年,俄羅斯航天部隊司令弗拉基米爾·波波夫金（Vladimir Popovkin）承諾新一代導彈預警衛星在2009年發射，1年后，他還特別指出將在2009年底發射。

俄羅斯軍方和工業界互相指責對方的問題，工業界表示國防部總是改變系統需求。一樁訴訟案使得外界難得一窺“集成空間系統”這個秘密項目。法庭文件顯示, 2007年,俄羅斯國防部授予俄羅斯能源火箭公司“集成空間系統”研制合同，并支付了4.982億盧布。然而，首顆預警衛星由于各種原因首發計劃進度延期到2013年初。法庭文件還顯示,2010年5月,國防部的重大武器委員會宣布早期論證的“集成空間系統”已經過時了,告知俄羅斯能源火箭公司停止該項目。公司被要求清算項目開支，而后進行現有資產的聯合審計。2012年,原合同正式取消，俄羅斯能源火箭公司向國防部退款3.384億盧布。大約在同一時間,國防部副部長亞歷山大·蘇霍魯克夫（Aleksandr Sukhorukov）宣布,他已授出“集成空間系統”新的研制合同。

目前，外媒推測彗星中央科學研究所仍是“集成空間系統”衛星的主承包商，同時負責光學系統集成，俄羅斯能源火箭航天集團負責衛星平臺研制，列寧格勒光學儀器廠（LOMO）負責光學載荷研制，“獵戶座”科研生產聯合體（NPO Orion）負責紅外探測器，脈沖星科研生產企業（NPP Pulsar）和標準電子公司（RNII Elektrostandart）負責光學探測器研制。

2014年4月，最后一顆“眼睛”導彈預警衛星停止工作，俄羅斯的早期預警能力只剩下陸基雷達。2014年10月,官方的塔斯社援引“集成空間系統”總設計師瑟格·博夫（Sergei Boev）的話，首星將于2015年發射。大約在同一時間,空天防御部隊副司令阿納托利·涅斯捷丘克（Anatoly Nesterchuk）表示，到2018年將發射10顆“集成空間系統”衛星，外界認為這是不可能的。2015年7月8日，副總理德米特爾·羅戈津（Dmitry Rogozin）在俄羅斯聯邦委員會上表示，“集成空間系統”的空間段將于2020年完全部署。

3 系統能力

“集成空間系統”空間段由大橢圓軌道預警衛星和靜止軌道預警衛星組成。“集成空間系統”導彈預警衛星能夠探測來自于導彈、噴氣式飛機的熱信號以及地球上的其他熱源。“集成空間系統”導彈預警衛星是沃羅涅什－M/DM（Voronezh－M/DM）陸基雷達的補充，這些雷達部署在圣彼得堡附近地區。

根據塔斯社在2015年援引俄羅斯國防部的一份聲明，1顆“集成空間系統”衛星就可以替代5～6顆老式的俄羅斯預警衛星。這似乎暗示了新衛星的視場較寬。

“集成空間系統”衛星還具備一定的通信能力，例如將信息傳輸給反導部隊或者將指令傳輸給俄羅斯戰略導彈部隊以對核打擊做出反應。某種意義上說，“集成空間系統”衛星是現役“子午線”（Meridian）通信衛星的補充甚至是替代。根據“集成空間系統”衛星的能力，可以作為俄羅斯戰略武器的信息系統。

此外，2014年，俄羅斯能源火箭公司發布了一份多任務全天候全球觀測衛星系統的提案，這一衛星系統似乎源自該公司發展“集成空間系統”衛星的經驗—計劃4顆靜止軌道衛星覆蓋全球，衛星能夠探測爬升到距離地表1000km高的目標。可探測的目標包括超音速飛行器、戰略轟炸機、衛星和軌道碎片，公司還強調地球上的火情可在25s被發現。衛星的工作譜段有5個，包括紫外、可見光和3個紅外譜段。

“集成空間系統”的主地面控制中心位于莫斯科附近的索帕克夫市（Serpukhov），較確切位置是卡盧加（Kaluga）地區的庫里洛沃鎮附近。備份任務中心位于俄羅斯遠東的共青城（Komsomolskna-Amure）。

4 小結

本文主要介紹了“集成空間系統”衛星的發展背景和系統能力，可以看出，俄羅斯導彈預警衛星系統處于升級換代的部署期，前2顆衛星部署在大橢圓軌道，主要針對高緯度地區，形成早期預警能力，但仍未形成全球業務化預警能力，未來俄羅斯有望部署更多的“集成空間系統”衛星，與俄羅斯陸基預警雷達共同組成俄羅斯彈道導彈預警系統。