以色列偵察衛(wèi)星體系發(fā)展情況與特點(diǎn)分析

胡 磊，張岐龍，張樹(shù)才，劉力瑛

(解放軍95806部隊(duì)，北京 100076)

0 引 言

隨著空間技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星情報(bào)對(duì)于各國(guó)安全的重要性日益凸顯，世界軍事強(qiáng)國(guó)均把加強(qiáng)航天情報(bào)偵察作為新時(shí)期軍隊(duì)建設(shè)的重點(diǎn)，大力研究發(fā)展自主的航天偵察手段。地平線-1的發(fā)射成功，使以色列成為繼俄羅斯、美國(guó)之后世界上第3個(gè)擁有偵察衛(wèi)星的國(guó)家[1]。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，以色列偵察衛(wèi)星體系已具備了一定的早期戰(zhàn)略預(yù)警能力，在歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了重要作用。

1 以色列偵察衛(wèi)星發(fā)展概況

自建國(guó)以來(lái)，以色列因歷史、領(lǐng)土和宗教等因素，頻繁遭受周邊阿拉伯國(guó)家圍攻，先后發(fā)生了5次大規(guī)模的中東戰(zhàn)爭(zhēng)。其中，在第4次中東戰(zhàn)爭(zhēng)中，以色列一度幾乎全軍覆沒(méi)，最后依靠美軍提供的偵察衛(wèi)星圖像情報(bào)，提前偵獲戰(zhàn)場(chǎng)征候情報(bào)，為戰(zhàn)略決策和戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)提供了關(guān)鍵支撐，最終以色列在這次戰(zhàn)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)了絕地反攻[2]。戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)踐讓以色列人認(rèn)識(shí)到衛(wèi)星情報(bào)的重要性，但由于使用美國(guó)衛(wèi)星情報(bào)存在靈活性差和時(shí)效性不高等問(wèn)題，以色列于1984年和1988年先后組建了空間技術(shù)理事會(huì)和航天局，主要負(fù)責(zé)制定和實(shí)施以色列國(guó)家航天計(jì)劃，開(kāi)始著手發(fā)展本國(guó)的偵察衛(wèi)星。迄今為止，以色列共發(fā)展了4個(gè)衛(wèi)星系列，分別是“地平線”偵察衛(wèi)星系列，“地球資源觀測(cè)系統(tǒng)”軍民兩用遙感衛(wèi)星系列、“阿莫斯”通信衛(wèi)星系列和“技術(shù)衛(wèi)星”試驗(yàn)衛(wèi)星系列[3-4]，其中“地平線”和“地球資源觀測(cè)系統(tǒng)”主要用于航天偵察，尤其是“地平線”衛(wèi)星系列影響最大，正所謂“中東上空的地平線”。

1988年9月，以色列使用國(guó)產(chǎn)“沙維特”運(yùn)載火箭發(fā)射了首顆光學(xué)成像衛(wèi)星——地平線-1。由于以色列周邊均是敵對(duì)的阿拉伯國(guó)家，向東、南，被發(fā)射火箭均會(huì)經(jīng)過(guò)敵對(duì)國(guó)領(lǐng)空，且火箭殘骸會(huì)落入他國(guó)，唯有西側(cè)地中海“中立”，最后，以色列采用與地球自轉(zhuǎn)相反方向發(fā)射該衛(wèi)星[3]，將其送入逆行軌道，該衛(wèi)星作為試驗(yàn)衛(wèi)星，在軌僅運(yùn)行4個(gè)月。

1990年4月～1998年1月，以色列采用相同方式先后發(fā)射了4顆“地平線”系列衛(wèi)星，其中，地平線-2衛(wèi)星仍為試驗(yàn)衛(wèi)星，在軌運(yùn)行僅3個(gè)多月；地平線-3是以色列首顆形成能力的偵察衛(wèi)星，但分辨率達(dá)16 m，僅能大致辨別地面的大型隱蔽洞庫(kù)以及機(jī)場(chǎng)上有多少架飛機(jī)，難以滿(mǎn)足高精度作戰(zhàn)需求，且設(shè)計(jì)壽命僅2年；1998年1月，地平線-4發(fā)射失敗。另外，1994年以色列有過(guò)1次秘密衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)，據(jù)報(bào)道，該衛(wèi)星也是“地平線”系列衛(wèi)星，最終以發(fā)射失敗告終。

2000年5月，以色列發(fā)射了地平線-5，填補(bǔ)了因地平線-3無(wú)法工作和地平線-4發(fā)射失敗而導(dǎo)致的航天情報(bào)偵察能力缺失，彌補(bǔ)了對(duì)中東地區(qū)各國(guó)軍事設(shè)施和活動(dòng)監(jiān)視的短暫空白。該衛(wèi)星地面分辨率達(dá)1 m，能夠執(zhí)行高分辨率觀測(cè)任務(wù)，可拍攝地面部隊(duì)移動(dòng)、導(dǎo)彈發(fā)射架位置、核設(shè)施修建情況等內(nèi)容，通過(guò)圖像能清晰地看出機(jī)場(chǎng)每個(gè)角落的變化，識(shí)別暴露在外的飛機(jī)型號(hào)，是以色列實(shí)施軍事偵察的主要裝備。

2007年9月，以色列成功發(fā)射地平線-7衛(wèi)星，該衛(wèi)星主要用于替代超年限服役的地平線-5衛(wèi)星，其分辨率達(dá)0.7 m，僅次于美國(guó)同類(lèi)衛(wèi)星，拍攝的圖像足以辨別導(dǎo)彈發(fā)射車(chē)內(nèi)是否搭載了導(dǎo)彈等細(xì)節(jié)。

由于光學(xué)成像衛(wèi)星受晝夜和天氣等因素影響，不能全天候工作，對(duì)此，以色列于2008年1月首次使用印度“極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭”發(fā)射了首顆雷達(dá)成像衛(wèi)星——地平線-8，該衛(wèi)星載有先進(jìn)的合成孔徑雷達(dá)，分辨率達(dá)1 m，可以全天候監(jiān)視周邊敵對(duì)國(guó)家相關(guān)動(dòng)向，與地平線-5、7實(shí)現(xiàn)雙重性能互補(bǔ)，確保對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的高頻次偵察。

2010年6月，以色列成功發(fā)射地平線-9衛(wèi)星，該衛(wèi)星與地平線-7、8，以及超年限服役的地平線-5組成星座，增加了對(duì)伊朗、敘利亞等敏感區(qū)域的偵察頻次。

2014年4月、2016年9月和2020年7月，以色列分別發(fā)射了地平線-10、11、16衛(wèi)星，其中，地平線-10是以色列第2顆雷達(dá)成像衛(wèi)星；地平線-11是全新一代光學(xué)偵察衛(wèi)星，采用了光學(xué)衛(wèi)星-3 000平臺(tái)，具備高度的敏捷性和自主性，可拍攝大量高清衛(wèi)星圖片[4]；地平線-16與地平線-11性能相近，但做了更加精密的改進(jìn)，可以提供最大的輸出[5]。這3顆衛(wèi)星的成功發(fā)射使以色列偵察衛(wèi)星體系規(guī)模逐步擴(kuò)大，偵察范圍和偵察頻率得到進(jìn)一步提升。

截止2020年10月12日，以色列共發(fā)射了15顆偵察衛(wèi)星，包括13顆“地平線”系列衛(wèi)星和2顆“地球資源觀測(cè)系統(tǒng)”系列衛(wèi)星，其中有3次發(fā)射失敗，如表1所示[1-5]。據(jù)掌握，以色列目前有8顆偵察衛(wèi)星在軌工作，6顆為光學(xué)成像衛(wèi)星(地平線-5、7、9、11、16和地球遙感觀測(cè)衛(wèi)星-B)，2顆為雷達(dá)成像衛(wèi)星(地平線-8、10)，其中大部分衛(wèi)星均超年限服役。

表1 以色列主要偵察衛(wèi)星發(fā)射情況

2 以色列偵察衛(wèi)星偵察能力仿真分析

評(píng)估偵察衛(wèi)星的偵察能力指標(biāo)包括分辨率、圖像質(zhì)量、探測(cè)范圍、過(guò)境頻率等因素[6]，本文主要基于STK軟件，從過(guò)境頻率這個(gè)因素出發(fā)，對(duì)以色列偵察衛(wèi)星體系的運(yùn)行情況和偵察能力進(jìn)行仿真分析，其中，由于未獲取地平線-16的最新軌道根數(shù)，該衛(wèi)星在此不作分析。

2.1 仿真條件

探測(cè)模型：假設(shè)以色列偵察衛(wèi)星探測(cè)模型為矩形，探測(cè)范圍為60°×60°；

偵察對(duì)象：伊朗導(dǎo)彈基地1(56.007°E、27.861°N)和基地2(46.5925°E、38.2173°N)；

軌道根數(shù)：以色列目前在軌工作的7顆偵察衛(wèi)星軌道根數(shù)如表2所示，軌道歷元在此略過(guò)；

表2 以色列在軌工作偵察衛(wèi)星軌道根數(shù)

軌道預(yù)報(bào)模型：SGP4；

仿真時(shí)長(zhǎng)：20 d。

2.2 結(jié)果分析

根據(jù)以色列在軌偵察衛(wèi)星最新軌道根數(shù)和假定的偵察對(duì)象，基于STK軟件，仿真了以色列7顆偵察衛(wèi)星過(guò)伊朗導(dǎo)彈基地1和2的情況。

圖1 以色列在軌運(yùn)行的偵察衛(wèi)星三維示意圖

圖2 以色列在軌運(yùn)行的“地平線”系列衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡

圖3 以色列在軌運(yùn)行的地球遙感觀測(cè)衛(wèi)星B星下點(diǎn)軌跡

圖1、2、3是以色列7顆在軌工作衛(wèi)星運(yùn)行示意圖和星下點(diǎn)軌跡，可以看出，地球遙感觀測(cè)衛(wèi)星B運(yùn)行在傾角為97°的太陽(yáng)同步軌道，其星下點(diǎn)軌跡基本遍布全球，可以拍攝到全球任意區(qū)域，但數(shù)量過(guò)于單薄，難以對(duì)特定區(qū)域?qū)嵤└哳l次偵察；“地平線”系列衛(wèi)星主要運(yùn)行在3個(gè)500 km左右高度的近地軌道面，其中有2個(gè)軌道面采用光學(xué)成像和雷達(dá)成像衛(wèi)星協(xié)同工作(地平線-7、8協(xié)同，地平線-9、10協(xié)同)，性能互補(bǔ)，以此克服光學(xué)成像衛(wèi)星受天氣和夜間等因素的影響。另外，“地平線”系列衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡主要分布在南北緯41°之間，只能監(jiān)視中低緯度地區(qū)，但可覆蓋整個(gè)中東地區(qū)。圖4、5和表3是以色列偵察衛(wèi)星2020年6月17日～7月7日連續(xù)20天過(guò)伊朗導(dǎo)彈基地1和2的情況和統(tǒng)計(jì)次數(shù)，結(jié)果顯示，7顆在軌工作星可以對(duì)伊朗導(dǎo)彈基地1和基地2實(shí)現(xiàn)每日5次或5次以上的過(guò)境偵察，由此可得出，以色列偵察衛(wèi)星體系可對(duì)中東地區(qū)實(shí)施高頻次的過(guò)境偵察，為以色列提供近實(shí)時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)征候情報(bào)。

表3 以色列偵察衛(wèi)星過(guò)伊朗導(dǎo)彈基地1和2情況

圖4 以色列在軌運(yùn)行偵察衛(wèi)星過(guò)伊朗導(dǎo)彈基地1情況

3 以色列偵察衛(wèi)星發(fā)展特點(diǎn)分析

從以色列偵察衛(wèi)星發(fā)展歷程和偵察能力來(lái)看，其發(fā)展主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一是偵察衛(wèi)星整體技術(shù)水平穩(wěn)步提高。“地平線”系列衛(wèi)星大都由以色列國(guó)產(chǎn)“沙維特”火箭采用逆向方式發(fā)射，由于與地球自轉(zhuǎn)方向相反，火箭速度受到一定損失，限制了火箭有效載荷運(yùn)載能力[3]，因此，“地平線”系列衛(wèi)星均采用超小型衛(wèi)星平臺(tái)，然而，其有效載荷探測(cè)性能逐步提升，從最初的“看得見(jiàn)”階段逐步發(fā)展到“辨得清”階段，被世界公認(rèn)為與美國(guó)、俄羅斯同屬“第一集團(tuán)”。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，以色列“地平線”系列衛(wèi)星技術(shù)主要經(jīng)歷了4代，第1代主要包括地平線-1，屬于試驗(yàn)星；第2代包括地平線-3，采用光學(xué)衛(wèi)星-1000平臺(tái)，分辨率達(dá)16 m；第3代包括地平線-5、7、9，均采用光學(xué)衛(wèi)星-2000平臺(tái)，分辨率分別為1 m、0.7 m和0.7 m；第4代包括地平線-11，采用光學(xué)衛(wèi)星-3000平臺(tái)，分辨率達(dá)0.5 m。以色列偵察衛(wèi)星體系總體呈現(xiàn)在軌數(shù)量逐步增多、性能穩(wěn)步提高的特點(diǎn)。

圖5 以色列在軌運(yùn)行偵察衛(wèi)星過(guò)伊朗導(dǎo)彈基地2情況

二是對(duì)中東地區(qū)國(guó)家的偵察能力得到有效提升。目前以色列在軌運(yùn)行的偵察衛(wèi)星共計(jì)8顆，其中，“地平線”系列衛(wèi)星7顆，“地球資源觀測(cè)系統(tǒng)”系列衛(wèi)星1顆?！暗仄骄€”系列衛(wèi)星主要采用光學(xué)成像和雷達(dá)成像2種模式搭配工作，地平線7、8在同一軌道面協(xié)同工作，地平線9、10在另一軌道面協(xié)同工作，這種搭配可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中東地區(qū)重點(diǎn)區(qū)域全天候、全天時(shí)、高頻次的偵察監(jiān)視。雖然部分衛(wèi)星是超年限服役，但仍高效工作，既可參與體系工作，亦可作為備份?？傮w來(lái)看，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，不論是衛(wèi)星性能還是對(duì)重點(diǎn)地區(qū)的偵察頻次都在逐步提高，以色列整體偵察能力得到了有效提升。目前，以色列與印度開(kāi)展長(zhǎng)期合作研究，其衛(wèi)星亦可從印度發(fā)射。未來(lái)，以色列會(huì)根據(jù)作戰(zhàn)需求發(fā)展不同軌道的偵察衛(wèi)星，拓展其偵察區(qū)域。屆時(shí)，隨著新的“地平線”系列衛(wèi)星不斷入軌，其偵察能力將得到進(jìn)一步提升。

三是天基導(dǎo)彈預(yù)警能力有待提高。目前，以色列利用“箭-2”、“箭-3”、“大衛(wèi)彈弓”、“鐵穹”以及“愛(ài)國(guó)者-3”等防空導(dǎo)彈系統(tǒng)構(gòu)建了3層防空反導(dǎo)作戰(zhàn)體系[7-9]，具備了全方位的國(guó)土防空反導(dǎo)作戰(zhàn)能力。然而，反導(dǎo)作戰(zhàn)是典型的跨空域、跨地域作戰(zhàn)，彈道導(dǎo)彈的高、快、遠(yuǎn)特點(diǎn)對(duì)反導(dǎo)作戰(zhàn)提出了更高的時(shí)效性要求。這些年不管是在數(shù)量還是性能上，以色列偵察衛(wèi)星體系都得到了不斷的完善，對(duì)中東地區(qū)的偵察能力不斷提升，為以色列提供了大量的周邊敵對(duì)國(guó)家戰(zhàn)場(chǎng)征候情報(bào)。但對(duì)于導(dǎo)彈預(yù)警來(lái)說(shuō)，偵察衛(wèi)星情報(bào)均是非實(shí)時(shí)的，難以滿(mǎn)足反導(dǎo)作戰(zhàn)需求。目前，以色列沒(méi)有自己的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星，主要引接了美國(guó)的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星情報(bào)，以此獲取導(dǎo)彈發(fā)射告警和來(lái)襲告警情報(bào)，但受制于人，無(wú)法靈活調(diào)度導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星對(duì)自己關(guān)注的重要目標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，天基導(dǎo)彈預(yù)警對(duì)美國(guó)依賴(lài)性強(qiáng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

歷次戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)踐凸顯了情報(bào)對(duì)作戰(zhàn)的重要性，促進(jìn)了情報(bào)在作戰(zhàn)中的滲透，大大提高了作戰(zhàn)行動(dòng)的有效性[10]。以色列深刻認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，自上世紀(jì)開(kāi)始發(fā)展并不斷擴(kuò)充完善其偵察衛(wèi)星體系，提高對(duì)中東等地區(qū)的監(jiān)視力度，并將情報(bào)納入到作戰(zhàn)指揮鏈條之中，充分發(fā)揮戰(zhàn)場(chǎng)征候情報(bào)對(duì)防空反導(dǎo)作戰(zhàn)的支撐服務(wù)作用，這種“大情報(bào)”體系下的防空反導(dǎo)作戰(zhàn)模式值得借鑒。