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2008年国外的军事航天活动

2009-05-31庞之浩

现代军事 2009年1期
关键词:颗卫星轨道火箭

庞之浩

2008年,国外开展了一系列军事航天活动,特别是美国、俄罗斯、欧洲、印度和以色列等,都发射了重要的军事卫星。

美国

2008年的美国军事航天活动顺风顺水,其中一些活动影响较大。

2月20日,美国“伊利湖”号巡洋舰发射“标准-3”舰对空导弹“直接命中”1颗失控的雷达成像侦察卫星,引起了全球的广泛注意。美国自称此举的主要目的是:降低该卫星剧毒燃料可能给人类造成伤害的风险。但俄罗斯等国认为美国用导弹打卫星是为了测试反卫星武器。

3月13日,美国国家侦察局(NRO)质量约为5900千克的“美国-200”侦察卫星(又叫NROL-28)由“宇宙神-5”火箭从范登堡空军基地发射入轨,这是“宇宙神-5”火箭首次从美国西海岸发射。卫星运行在高椭圆轨道,星上遥感器可以跟踪在地面移动的军事运载器,旨在提供中东恐怖分子的情报。星上还装有美国正在研制的新一代导弹预警卫星“天基红外系统”(SBIRS)的试验载荷。

3月15日,一枚“德尔塔-2”火箭成功发射了1颗美国GPS IIR-19卫星(又叫GPS一69),这是洛-马公司建造的第6颗现代化GPS卫星(GPS-2RM)。与GPS-2R相比,GPS-2RM的主要变化有两个方面,其一是在L1和L2频段增加2个新的M码军用导航信号,同时在L2频段增加新的L2C码民用导航信号,从而使GPS系统的测距信号增至6个,其二是通过采用现代化的天线面板来增加卫星信号发射功率。GPS-2RM增加M码信号后,不仅使每颗卫星有两路新的军用信号,而且能把军用信号与民用信号彻底分离,不需民用信号引导就可直接访问M码军用信号,不但增加了军用信号的安全性,而且由于实现了信号发射功率的可重新分配,使其具有了拒绝、阻断敌方使用GPS系统的能力,可以说新的军用M码信号是美国实现导航战战略的重要基础之一。另外,虽然GPS-2RM在L2频段新增加的L2C民用码信号的速率仍为1.023兆赫,但具有不同于L1C/A码的结构和长度,因此比L1C/A码有较强的数据恢复和信号跟踪能力,进一步提高了导航定位精度,可以在不同频率上为民间用户提供可公开获取的信号。

4月16日,美国“通信/导航中断预报系统”(C/NOFS)卫星由“飞马座”空射火箭成功送入高400~850千米的椭圆轨道上。该卫星重约395千克,是美国空军太空与导弹系统中心研发与试验队和美国空军研究实验室太空运载器委员会的联合项目,由通用动力公司设计并制造,用于电离层研究。

9月6日,质量约1955千克的“地球之眼一1”(GeoEye-1)卫星由“德尔塔-2”火箭送入高684千米轨道。星上相机由ITT公司研制,不仅能以0.41米黑白(全色)分辨率和1.65米彩色(多谱段)分辨率进行对地观测,而且还能以3米的定位精度精确确定目标位置,可军民两用,能以3天或更快的速度重访地球上任何地点。该卫星每天最多可拍摄70万平方千米的全色图像,以及35万平方千米的多谱段图像。“地球之眼-1”有助于减轻美国防部成像侦察卫星的压力,因为它所提供的图像数据将能够满足许多军事应用的要求。

美国的航天活动在2008年也经历了发射失败。8月3日,美国太空探索技术公司(spaceX)的“猎鹰-1”(FaICOnl)火箭在发射“作战及时响应型太空”(ORS)计划的有效载荷——“开拓者”卫星时失败。“开拓者”卫星由SpaceDev公司研发,重100千克,用于美国国防部“作战及时响应型太空”办公室的快速启动项目。该星只用了5个月就依照”作战及时响应型太空“计划办公室要求,按时、按预算标准建造完成。它作为一个测试平台,原本拟用于验证加快微卫星发射的要素。8月6日,美国太空探索技术公司公司确定了该火箭第3次飞行失败的原因,问题是由设计错误引起。不过,美国太空探索技术公司9月28日宣布,在经历了前3次连续发射失败后,“猎鹰-1”火箭终于在当天进行的第4发射时首获成功,该公司因此成为世界上首个成功发射运载火箭的私营企业。“猎鹰-1”是2级液体运载火箭,其中第1级可回收重复使用,这在世界上尚属首例;由于发射前的操作和检测非常简单,它具有快速响应能力,所以受到军方的青睐;其发射价格约670万美元,是世界上单次发射价格最低的火箭。

俄罗斯

5月23日,俄罗斯航天部队宣布,1枚“轰鸣”(Rokot)火箭从普列谢茨克发射场升空,成功地把4颗卫星送入1450千米的轨道。这其中3颗是Gonets军用卫星,为俄罗斯军队提供数据中继服务;另1颗名为“纪念日”(Yubileiny)的业余无线电微型卫星,是俄罗斯应用力学科研生产联合体(NPO PM)为纪念人类首颗人造卫星升空50周年于2007年制造的。

6月27日,1枚俄罗斯“质子-K/DM-2”火箭把“宇宙-2440”军用卫星送入地球同步轨道。该卫星重2600千克,可能是1颗导弹预警卫星。

7月27日,俄罗斯使用“联盟-2-1b”(配备新型的数字飞控系统以及经过升级的推进系统)火箭首次从普列谢茨克发射场发射“宇宙-2441”秘密军用卫星。这颗卫星是俄罗斯新一代成像侦察卫星的首颗卫星——“角色-N1”(Pe rsona N1),该星重15吨,太阳能电池翼展开后长13.7米。发射后进入倾角98.3°、高770-210千米的轨道,设计使用寿命5~7年。这颗卫星基于“资源-DK1”平台,配有升级型“阿拉克斯”(Araks)秘密军事空间望远镜,旨在提供比“阿尔康”(Arkon)卫星分辨率更高的成像能力,比“资源”卫星平台更好的数据管理与贮存能力。“角色-N1”卫星的分辨率约0.3米,并具备高数据吞吐量,它的升空结束了俄罗斯国防部长达7年无法经由无线电信道获取高分辨率图像的状况。2001年俄罗斯最后1颗“涅曼”(Neman)卫星脱离轨道(这类卫星的使用寿命不超过1年半),但是主情报服务机构还拥有“氲”(Cobalt)军事卫星,但“氩”只能在轨运行了3个月,而且它们每个月只能回传一次所拍摄的图像,这就大大降低了情报信息的时效性。从2006年6月开始,俄罗斯情报官员使用了“资源-DK1”。它们的图像能经由无线电信道传输,但它们只能捕获1米以上的物体。

9月25日,俄罗斯用“质子-M”火箭成功发射3颗“格洛纳斯-M”导航卫星。“格洛纳斯”系统目前由16颗卫星组成,13颗正常运行,2颗正在接受维修,1颗即将退役。该系统有18颗卫星时才能进行覆盖俄罗斯全境的持续导航服务,有24颗卫星时才能提供全球导航服务。2008年9月12日,俄罗斯总理普京签署一项

命令,为“格洛纳斯”系统追加26亿美元研发投资。预计整个“格洛纳斯”系统将于2009年完成24颗卫星的部署工作,届时,卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间,实现全球定位导航,定位精度将达到1.5米以内。到2011年,卫星数量还将增加到30颗。目前,俄罗斯正在双管齐下加强该系统的研制与应用。一方面大力开放民用市场:另一方面着手“格洛纳斯”系统现代化的改进工作,从2003年起陆续使用新型卫星“格洛纳斯-M”,使卫星寿命从以前的3年提高到7年。正在研制的第3代“格洛纳斯”卫星——“格洛斯纳斯-K”工作寿命将在10年以上。M型卫星虽然仍采用老式“格洛纳斯”卫星平台,但由于星载时钟和其他关键元器件性能指标的改进,所以使它的工作寿命可延长到7年,并配有升级型天线馈电系统和额外的民用导航频率。不过,M型只是过渡型号,真正用于长期维持未来“格洛纳斯”星座的是2005年开始设计和研制的“格洛纳斯-K”。该卫星采用俄、法合作研制的新型通信卫星平台——“快车-1000”,在轨工作时间可长达10~12年:其重量约750千克,比以往的卫星轻一半以上,这意味着使用中型的“联盟-2”火箭可以从普列谢茨克航天中心一次发射2颗卫星,而无需使用成本较高的“质子”号重型火箭:每颗“格洛纳斯-K”在L频段播发3个民用导航信号,从而能确保导航的可靠性和精确度,增强“格洛纳斯”系统在全球民用导航市场的竞争能力。预计,2025年前所有27颗“格洛纳斯-K”将先后入轨,并使“格洛纳斯”系统的精度进一步提高。俄罗斯还将研制更先进的“格洛斯纳斯-KM”卫星,其方案正在制定之中,预计飞行试验2015年开始。

欧洲

3月27日,装有3米抛物面雷达天线的德国“合成孔径雷达一放大镜4”(SAR-Lupe4)照相侦察卫星发射进入距地面约500千米的极地轨道。大约4周后,德国武装部队位于盖尔斯多夫(Gelsdorf)的地面站承担该卫星运行职责。7月22日,第5颗“合成孔径雷达一放大镜”卫星发射入轨道,这标志着德国首个天基侦察系统建成。“合成孔径雷达一放大镜”照相侦察卫星星座由分布在3个不同轨道上的5颗卫星组成,每颗“合成孔径雷达-放大镜”卫星重770千克,分辨率约为0.7米。整个系统耗资约3亿欧元,设计工作年限为10年。该星座的前3颗卫星分别于2006年12月、2007年7月和2007年11月升空。根据德法两国国防部2002年达成的协议,德国将与法国共享这一系统获取的数据及情报。作为回报,德国可以使用法国“太阳神-2”(HELIOS-2)光学侦察系统。

4月23日,欧盟立法机构——欧洲议会通过了“伽利略”全球卫星导航系统的最终部署方案,这标志着为期6年的“伽利略”计划基础设施建设阶段正式启动。4月26日,欧洲“伽利略”计划的第2颗导航试验卫星GIOVE—B由俄罗斯“联盟-FG”火箭发射。该卫星自身质量为530千克,功率为940瓦,双翼展长各为4.34米,携带了2台精确度极高的小型铷原子钟,还首次装配了1台技术更先进、质量达18千克的被动型氢原子微波激射器钟(PHM)。这3台仪器能为GLOVE-B卫星及未来“伽利略”系统卫星的运行提供有力保障。此外,星上也携带了1台辐射检测仪和1台激光反转反射器,前者能探明卫星运行轨道上的太空辐射环境,后者负责精确测量卫星的对地高度。GLOVE-B的信号发射单元经由L波段相控阵天线,在3个独立的频率广播上提供典型的“伽利略”信号,旨在完整覆盖卫星之下可见的地球。

“伽利略”星座将由30颗卫星组成,这些卫星平均分布在轨道高度约为23616千米、倾角56°,相互间隔120。的3个倾斜轨道面上,每个轨道面部署9颗工作星和1颗在轨备份星,卫星运行周期为14小时4分钟。系统提供全球连续覆盖,地面最多可见卫星数达13颗。每颗卫星的发射重量是625千克,功耗1.5千瓦,尺寸2.7米×1.2米×1.1米,寿命15年。其中导航载荷重113千克,功率808瓦,装有直径1 5米的全球波束天线和2对用于产生时标的铷钟及氢脉冲钟,搜索救援载荷重15千克,功率50瓦,采用螺旋天线。欧洲将建2个地面控制中心对卫星进行测控,一个负责控制卫星运作,一个负责管理导航系统。它提供开放服务、商业服务、生命安全服务,公共管理服务、搜救服务5种基本的服务方式。

“伽利略”由非军方控制和管理,不过,欧盟议会2008年7月10日在会议上以多数表决通过,支持“伽利略”卫星导航系统保留在军事和安全领域上的应用,从而突破了“伽利略”计划仅用于民用的限制。同时,欧盟议员还表决支持建立导弹预警系统,并使其纳入欧盟的经费预算中。欧盟议会之前对“伽利略”计划军事应用一直持否定态度,现在的立场转变有助于“伽利略”计划获得更多欧盟资金的支持。

6月12日,1枚“阿里安-5ECA”型火箭携带英国“天网-5C”军用通信卫星和“土耳其通信卫星-3A”(Turksat 3A)上天。其中“天网-5C”设计使用寿命为15年,运行在西经17.8°的赤道上空。“天网-5”系列卫星一共3颗,由欧洲宇航防务集团(EADS)的阿斯特留姆公司(Astrium)以“欧洲星-3000”平台为基础建造。,配备了极高频和超高频(HEF/SHF)有效载荷,有多个可控点波束供运行,专为英国军队、政府机构、国际防务组织及北约等多国组织提供高保密通信服务。与“天网-4”系列卫星相比,“天网-5”系列卫星的通信容量是前者的5倍,装有4个可控天线从而具有极强的定位功能,同时还有超强的抗干扰、抗窃听能力,可为英军及友军在全球范围内提供高速、安全可靠的通讯手段。此前阿里安空间公司在2007年3月和11月分别发射了“天网-5A”、5B卫星。

10月2 4日,意大利“宇宙-地中海3”(COSMO-SkyMed3)军民两用遥感卫星由美国“德尔塔一2”火箭成功发射。它是用于地中海盆地观测的第3颗小卫星,另外2颗分别于2007年6月7日和12月8日发射升空。“宇宙-地中海盆地”卫星星座由4颗卫星组成,每颗卫星的设计寿命为5年,都配备有一台x频段高分辨率合成孔径雷达,其天线以大约38°入射角采用聚束、条带(2)和扫描合成孔径雷达(2)等5种波束模式对星下点轨迹两侧的目标区域实施成像,地面最高分辨率约为0.7米,最小分辨率为100米,幅宽最窄为10千米,最宽为200千米。当4颗卫星全都进入619千米高的轨道工作时,系统将能够以12小时的重访周期拍摄地球表面任何地方的图像。

印度

2008年,印度进行了“一箭十星”的发射,其中

1颗卫星很可能是印度首颗国产照相侦察卫星。

4月28日,印度首次成功发射了10颗卫星,创下印度航天史纪录。印度认为,虽然俄罗斯在2007年4月17日用1枚“第聂伯”运载火箭把16颗卫星送上太空,但卫星合计质量仅为300千克左右,而印度这次发射的10颗卫星合计质量为824千克,所以水平较高。这次发射使用印度“极轨卫星运载火箭”(PSLV)有4级,耗资1750万美元,它在发射14分钟后开始把这10颗卫星逐一释出轨道,发射全过程耗时大约20分钟。在这10颗卫星中,“制图卫星-2A”最为引人注目,因为该卫星既能用于城市规划、地图绘制、海岸测量、农村发展,也可用于情报搜集,所以很多舆论认为它是印度首颗国产照相侦察卫星。对此,印度拒绝发表评论,但承认它的军事用途。“制图卫星-2A”重访周期为4天,但通过适当的轨道机动可将重复访问周期提高到1天。它很灵活,随时可以变轨,从不同高度和角度,对一些重要目标实施纵深拍照。该星上装有1台先进的全色照相机,其空间分辨率约为0.7-1米,幅宽约为9.6千米,并具有45°斜视能力,可以满足军方和情报系统的需求,配备1台小型合成孔径雷达,所以可进行全天候侦察。

10月22日,印度用PSLV-XL火箭发射了其首颗探月卫星——“月球初航1”号(Chandrayaan-1)。它运行在距离月球表面100千米的环月轨道上,装有11台科学探测仪器,其中5台是印度建造的,另外6台是其他国家研制的。在印度的5台仪器中,地形测绘立体相机(TMC)分辨率达5米,用于对全月面进行高分辨率绘图;月球撞击探测仪(MIP)在“月球初航1号”进入月球轨道后,以75米,秒的速度被释放出去,撞击月面,并在接近月球的过程中不断对月球进行拍摄:另外,通过探测“冲击者”撞击月面时激起的月球土壤,印度还获取了矿物质和水的科学数据,并演示精确着陆月表所需的技术,其中一些技术有可能在今后用于军事。

以色列

1月21日,重量约300千克的以色列“技术合成孔径雷达”(TechSAR)卫星由印度PSLV送入550千米、倾角143.3°的低地轨道,其中有效载荷重约100千克。如此轻的重量和体积在雷达卫星中是少有的。卫星设计寿命为4年,期望寿命可能长达8年。这颗卫星也称“北极星”,是以色列的首颗雷达成像侦察卫星,能够拍摄1米分辨率的清晰图像,可明显提高情报的收集能力。“技术合成孔径雷达”是一个六面体,其中一端是合成孔径雷达和X波段数据下传天线,另一端是推进器和燃料罐。该卫星的平台与有效载荷舱是独立的,以便组装时更简单,更容易、更快捷,两者通过电缆和电线相连接。靠近天线的有效载荷舱装有有效载荷电子部件和射频组件。

该卫星的有效载荷能以宽覆盖模式、多视成像模式、各种条带模式、各种极化组合成像模式(任选)和若干聚束模式工作,不同工作模式有不同的分辨率、覆盖面积和处理方法,其中镶嵌(MOSAIC)模式可获取高分辨率,大覆盖面积的图像。其成像能力比以色列“地平线”系列照相侦察卫星有了很大提高,是以色列迄今研发的最先进的照相侦察卫星,主要用于增强以色列针对伊朗的情报收集能力,特别是全天候监视伊朗核武发展的动向。

4月28日,以色列“阿莫斯一3”(Amos3)通信卫星由“天顶一3SLB”运载火箭发射升空。“阿莫斯-3”造价约1 7亿美元,设计寿命为18年。它载有3台Ka频段、12台Ku频段转发器,定点在西经4°,为中东、欧洲及北美东部部分地区提供高品质通信及宽带数据传输服务,并为中东和美国东部架起通信的桥梁。同系列的“阿莫斯-1”、2分别于1996年和2003年升空。“阿莫斯-3”将接替阿莫斯-1的工作,可为以色列今后研制军用通信卫星奠定基础。

伊朗

2月4日,伊朗发射本国的首枚火箭——“探索者-1”。它由两部分组成:第一部分在100秒以后分离并随降落伞返回地球;第二部分继续飞向200千米的高空,收集数据并与地面取得联系,随即在5~6分钟后乘降落伞返回地球。这次发射在伊朗的首个航天与卫星中心进行,该中心包括一个地下控制中心和一个发射塔。

8月17日,伊朗又试射了“信使”(“萨菲”)火箭,将一颗代号为“希望”的模拟卫星送入太空。该火箭高约75英尺,具有携带国产卫星进入太空的能力。但根据美国海军驱逐舰的跟踪雷达以及美国“国防支援计划”(DSP)导弹预警卫星红外数据显示,伊朗此次火箭发射试验是失败的,即便如此,此次发射仍引起了国际社会的广泛关注。据美联社2008年9月26日报道,伊朗总统内贾德表示,伊朗计划使用本土研制的火箭发射卫星。该火箭有16台发动机,将把卫星送入430千米高的太空。至于火箭将携带何种型号的卫星,并没有详细信息,内贾德也没有给出确切的时间计划。伊朗一直致力于发展太空项目,引起了国际社会对其核与弹道导弹项目的关注。

泰国

10月1日,泰国第1颗遥感卫星一一“地球观测卫星系统”(THEOS)由1枚俄罗斯“第聂伯”火箭成功发射。该星重715千克,是欧洲阿斯特留姆公司继中国台湾的“福2-2”和韩国“多用途卫星-2”(Kompsat-2)之后出售给亚洲的第3颗对地观测卫星。其卫星平台采用AstroSat-500平台,分上下两层,上层装载有效载荷系统和姿轨控系统的姿态敏感器件,下层安装推进装置。星上有一台全色相机和一台多光谱相机(在0.45-0.9微米之间具有4个成像谱段),它们都采用线阵CCD推扫方式成像,其中全色相机130天可完成一次全球成像,多光谱相机357,可完成一次全球成像,单轨一次成像覆盖长度近4000千米。它运行在高822千米的太阳同步轨道位置,卫星设计寿命超过5年,可获取分辨率2米、幅宽22千米的全色图像和分辨率15米、幅宽为90千米的多光谱图像。虽然它是1颗民用卫星,但由于分辨率较高,所以有一定军用价值。

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