美俄导弹预警卫星发展现状

□ 于 昕

苏联/俄罗斯导弹预警卫星

在美苏激烈对抗的冷战时期，苏联军方时刻关注这样一个问题：如何保持对美强大的核威慑能力？为了达成上述目标，必须研制和部署性能先进、工作效率高的集信息指控和情报侦察等功能为一身的导弹预警卫星系统，为此苏联共发展了两代导弹预警卫星。

苏联第一代导弹预警卫星——“眼睛”

“眼睛”导弹预警卫星是苏联第一代导弹预警卫星，主要用于监测洲际弹道导弹的发射情况。

1965年，根据苏联防空军司令部的建议，苏联国防部授命第1设计局拟定一份导弹预警卫星研制可能性的评估方案。国防部对导弹预警卫星提出的要求是：具有连续监测／探测洲际弹道导弹发射的能力，使用寿命长，情报可靠性高，数据特别是导弹的发射时间、坐标、弹道轨迹、发射数量等参数详实准确。

1972年9月，苏联从普列谢茨克航天发射场成功发射了一颗试验卫星，星上装载了两种型号的探测设备——ТП和TB。卫星被发射到地球高椭圆轨道的远地点处，通过三轴姿态控制系统实现了对预定区域不间断的监测。在试验过程中，TB型星载探测设备准确地记录下了靶弹发射时尾焰辐射出的红外信号。这枚靶弹是8K78型洲际弹道导弹，由普列谢茨克航天发射场发射升空。

1973年11月，苏联发射了第二颗导弹预警试验卫星。在地球高椭圆轨道上，该星用ТП和TB两种探测设备同时记录下了多枚靶弹和运载火箭的发射信号。

1976年10月，第一颗实用化的导弹预警卫星发射升空，进入地球高椭圆轨道。其主要任务是：验证其战术技术性能是否符合技术任务书的要求；测试星载指控软件和星载数据处理软件的工作状态。结果表明，星载指控软件工作正常，而星载数据处理软件还存在一些问题，需要进行改进。

1977~1978年，苏联在太空中部署的导弹预警卫星达到了全盛时期，可对北半球9个主要的导弹基地实施不间断的监测。1978年底，苏联国家委员会正式签署文件，同意第一代导弹预警卫星“眼睛”列装部队。1979年，苏联政府签发命令，批准“眼睛”导弹预警卫星进入试运行阶段。1982年12月31日，苏联国防部长签发命令，正式将“眼睛”导弹预警卫星列为导弹袭击预警系统的成员，并开始执行战斗值班任务。

总的来说，“眼睛”导弹预警卫

前苏联“眼睛”导弹预警卫星

俄罗斯“预报”导弹预警卫星

星不管是在设计上还是在技术执行情况上，都是当时世界上最先进的太空系统之一。随着科学技术的进一步发展，苏联的科技工作者又开始了研制下一代导弹预警卫星的工作

苏联/俄罗斯第二代导弹预警卫星——“眼睛”1

随着导弹技术的发展，洲际弹道导弹的种类也变得多种多样，除了最早的陆基井式洲际弹道导弹外，还出现了潜射洲际弹道导弹。这就为苏联的导弹袭击预警系统提出了新的难题：“眼睛”导弹预警卫星只能实现对陆地的监测，对海洋中的潜艇是一点办法也没有。为了弥补这一缺陷，苏联决定研制一种新型的导弹预警卫星系统，并将其命名为“眼睛”1”。1979年，苏联国防部正式批准了“眼睛”1导弹预警卫星的战术技术任务书。

“眼睛”1导弹预警卫星系统在星载设备和地面设备的设计上充分体现了功能与实际运用的完美结合。“眼睛”1导弹预警卫星系统的启用过程分为三个阶段：第一阶段，西部指挥所投入运行，向地球静止轨道发射试验性“眼睛”1导弹预警卫星，用于飞行试验和执行监测西半球的任务；第二阶段，东部指挥所投入使用，向地球静止轨道发射试验性“眼睛”1导弹预警卫星，执行监测东半球的任务；第三阶段，发射高椭圆轨道“眼睛”1导弹预警卫星，逐渐充实太空中预警卫星的数量。

1991年2月14日，苏联按照预定计划向地球静止轨道发射了第一颗安装有ТП型星载探测设备的“眼睛”1导弹预警卫星。星载探测设备与地面连接设备接通后，站在地面显示器屏幕面前的科研人员、专家和政府官员都惊呆了，他们看到的不再是黑白图像，而是一幅壮美秀丽的全彩地球外观图，哪里是陆地哪里是海洋一目了然。数据表明，星载探测设备工作正常，一切符合国防部所提出的战术技术要求。这颗“眼睛”1导弹预警卫星在太空中进行了长时间的飞行，提供了大量珍贵的试验数据与资料，对星载探测设备的进一步完善和发展起到了非常重要的作用，尤其是科研人员据此修正了星载探测设备的光谱光学滤波器的最佳范围参数。

1992年12月，俄罗斯发射了第二颗“眼睛”1导弹预警卫星，不但为科研人员提供了更为详实准确的数据参数，而且还进行了以本国靶弹和运载火箭为目标的探测试验。1994年7月，俄罗斯发射了第三颗“眼睛”1导弹预警卫星。经过对这3颗卫星的测试，科研人员结束了对“眼睛”1导弹预警卫星系统的性能评估工作。飞行设计试验正式结束，开始转入到国家试验阶段。

地面测试中的DSP预警卫星

“眼睛”1导弹预警卫星系统通过国家试验后不久，1996年12月25日，俄联邦总统发布命令：“眼睛”1导弹预警卫星系统的第一阶段正式启用。1998年，东部指挥所建设完成，“眼睛”1导弹预警卫星系统第二阶段的试验项目全部结束，东部指挥所开始投入试运行。2002年，东部指挥所作为“眼睛”1导弹预警卫星系统的一部分正式投入使用。

美国导弹预警卫星

为了对付弹道导弹的威胁，美国一直在研制和使用导弹预警卫星系统，从20世纪50年代末至1995年，先后开展了“导弹防御警报系统”、“国防支援计划（DSP）”、“后继预警系统（FEWS）”，“导弹警报、定位和报告（ALARM）”系统的研究。1995年，美国决定研制“天基红外系统（SBIRS）”预警卫星，以弥补目前使用的DSP导弹预警卫星性能上的不足。

DSP导弹预警卫星

测试中的GEO-1卫星

DSP导弹预警卫星又被称为“国防支援计划卫星”，是目前世界上技术最先进，导弹探测能力最强的卫星。DSP预警卫星系统是冷战时期建造的，目的是对来袭的洲际导弹进行预警。其首要任务是实时地探测和报告导弹和航天器的发射，同时还承担监视核爆炸、监督核试验条约的执行情况和收集其它感兴趣的红外辐射数据的任务。首颗DSP卫星于1970年11月6日发射，20世纪80年代系统正式投入使用。迄今为止，DSP卫星发展了三代(DSP1、DSP2和DSP3)，已发射了23颗卫星。卫星部署在地球静止轨道上，在轨的卫星一般保持5颗，其中4颗为工作星，1颗为备份星。4颗工作星的典型定点位置是：西经37度(大西洋)、东经10度(欧洲)、东经69度(东半球及印度洋)和西经152度(太平洋)。备份星定点于东经152度(印度洋东部)。

DSP卫星经过三代发展，在战略导弹探测方面已经达到相当成熟的实战水平。该卫星上装有双色短波红外、可见光探测器以及核爆炸探测装置。其工作流程是：随着卫星的自旋，红外探测器线阵列对地球表面每分钟扫描6次。探测到的目标信息，通过卫星传递到美空军地面站和空间指挥部的导弹预警中心，地面站和导弹预警中心的计算机立即对这些信息进行处理、分类、目标识别和落区判断等，然后立即通过通信卫星送到战区的反击部队发出告警信息。

冷战时期，该卫星系统表现出色。据统计，30年来，第三代DSP卫星已探测到前苏联、法、中、印、朝等国导弹发射信息1000余次。海湾战争期间，美国运用了2颗DSP卫星，1颗调整轨道向西移动到印度洋上空；另一颗是根据海湾战争需要于1990年11月13日发射，主要任务是监视“飞毛腿”导弹的发射。从导弹发射到判明弹着区需要120秒，将这些情报传送到海湾部队还需要180秒，可给爱国者导弹提供90～120秒的预警时间。

美国综合导弹预警卫星

DSP卫星毕竟是上世纪70年代初的产物，原本是作为一种战略导弹预警手段提出的，本身存在许多固有的缺点：如不能跟踪中段飞行的导弹，对国外设站的依赖性大以及虚警问题始终未得到根本解决等，特别是卫星扫描速度慢，对“飞毛腿”之类燃烧时间短、射程近的战区导弹的探测能力十分有限，难以给出更为充足的预警时间。因此必须寻求一种能力更强的新型预警系统来取代日益老化的DSP卫星系统。

DSP卫星的后续计划

为了解决DSP系统在海湾战争中所暴露出的致命缺点，美国国防部和空军在海湾战争后又制订了多项后续计划。

（1）“战区空袭和发射预报（ALERT）”计划。为了提高DSP卫星数据的处理速度，ALERT计划在导弹发射后几分钟内预警并拦截来袭目标，以适应高技术战争的要求。为此，ALERT系统采用多CPU的计算机对DSP卫星数据进行快速处理，计算速度为15亿次／秒。

（2）“眼镜蛇响声（CB）”计划。为了提高DSP卫星探测能力，CB计划要求研制一种新型的红外遥感器，以代替DSP卫星上使用的双波段设备。主要改进之处有以下4个方面：采用3个焦平面，通过滤光片旋转实现波段快速切换；采用快速扫描成帧技术；提高仪器的灵敏度；采用高速星上存贮器，可存贮100秒（速率为192Mbit/秒）的DSP卫星数据。该计划于1995年与SBIRS计划结合，CB红外传感器将应用到SBIRS的高轨卫星上。

（3）FEWS计划。这项计划的内容是研制新一代DSP卫星。它要求新卫星比DSP卫星重量轻、价格低和功能强。功能强主要体现在对卫星数据的星上处理方面。该计划拟投资117亿美元，预计于2019年完成实施，后因国会的反对，该计划未能继续。

（4）ALARM计划。在FEWS计划制定的同时，美国国防部于1995年提出了ALARM计划。这是一项FEWS的改进计划，计划于2019年完成实施，现因国会的反对而搁浅。

轨道上的DSP导弹预警卫星

美国早期米达斯导弹预警卫星的探测器

（5）其他研制计划。如“绿色森林（Forest Green）”计划，它是一项探测导弹技术性能和核能试验的计划，采用的是电子光学探测器，而不是通常的红外探测器。还有“红鼻凫（Teal Ruby）”计划，这是一项试验计划，于1985年立项，进行了 1次发射，寿命为1年。星上遥感器是1台有13个窄波段（2.5微米~15.5微米）的红外装置，每个红外焦平面阵列上有1024个像元。

天基红外系统（SBIRS）

面对二十一世纪的弹道导弹防御,美国一直在设计新一代预警卫星系统,曾先后考虑过多种方案,最终选定了“天基红外系统”（SBIRS），它可用于全球和战区导弹预警、国家和战区导弹的防御、技术情报的提供和战场态势的分析等。SBIRS包括天基红外系统高轨道计划和天基红外系统低轨道计划两部分。低轨道卫星将与高轨道卫星共同提供全球覆盖能力。高轨道系统由4颗地球同步轨道卫星和2颗大椭圆轨道卫星组成。首颗卫星已经于2011年5月7日发射，用于为美国最高指挥当局和作战部门提供全球和战区的有关战略、战术导弹或其他红外事件的发射、助推飞行段和落点区域的红外数据。低轨道系统将由约24颗部署在1600千米左右高度的小型、低轨道、大倾角卫星组成，飞行在多个轨道面上。其主要任务是提供弹道中段的精确跟踪和识别，将跟踪世界范围内从发射到再入的弹道导弹，并将引导数据提供给拦截导弹，区分大气层再入飞行器与诱饵，为地基和天基防御及对抗系统提供线索。SBIRS系统的地面设施包括美国本土的任务控制站、一个备份任务控制站和一个抗毁任务控制站，海外的中继地面站和一个抗毁中继地面站，以及多任务移动处理系统和相关的通信链路。