电子侦察卫星：神秘的太空之眼

文/ 庞之浩

▲ 2020 年12 月10 日美国东部时间20 时09 分（北京时间12 月11 日9 时09 分），德尔它4H 火箭执行NROL-44 的发射任务

两度在起飞前最后时刻被中止、先后推迟了3 个多月后，联合发射联盟公司的德尔它4H 重型运载火箭终于在2020 年12 月10 日美国东部时间20 时09 分（北京时间12 月11 日9时09 分）从卡纳维拉尔角太空军基地第37B 号发射台发射升空，执行美国国家侦察办公室一颗保密卫星的发射任务，任务编号NROL-44。

很多人在关心火箭发射的同时，也非常关心该火箭所发射的卫星。据猜测，这颗卫星是运行在地球静止轨道的电子侦察卫星“顾问”或“高级猎户座”，有一个展开后直径达100 米的大型碟状天线，此天线为八角形构型，携带了大量不同的天线阵列，能收集广大区域内的电子信号情报和通信信号等。

随着信息战的到来，电子侦察卫星在现代战争中的作用变得越来越大。它具有侦察范围广、速度快、效率高和寿命长等优点，且不受国界和天气条件的限制，可对敌方雷达、通信等系统的传输信号进行长时间、大范围的连续侦察监视，获取时效性很强的军事情报，从而可及时获得其军用电子系统的性质、位置和活动情况以及新武器试验和装备信息，了解敌方军队的调动、部署及战略意图，已成为当代情报侦察中必不可少的手段。目前，美国、俄罗斯和欧洲等都拥有这种卫星。

▲ 2020 年8 月，NROL-44 任务首次发射前进行的3D 投影灯光秀

▲ 2020 年8 月29 日北京时间15 时28 分，NROL-44 任务首次发射时，在倒计时进行到火箭起飞前3 秒、火箭3 台主发动机之一已点火后被计算机自动中止

美国：种类繁多 性能优异

美国电子侦察卫星已发展了多年，但非常保密，至今也没有展露过真实的外貌，只有一些发烧友根据猜测画了一些图形。不过，从20 世纪90 年代初的海湾战争起，美国电子侦察卫星的一些信息逐渐显现出来。

1990 年7 月29 日晨，美国电子侦察卫星发现伊拉克苏制TALL KING雷达在停用数月后突然开机使用。根据当时的形势，情报专家分析认为伊军可能入侵了科威特。因此，便用电子侦察卫星跟踪收集伊军军用通信、化学武器、中程导弹等的部署信息，使美国决策当局能提前掌握了伊军入侵的情报。

海湾战争前，美国先投入大量诱饵弹，使伊军误认为攻击开始了，于是便开启隐蔽的防空雷达，美国电子侦察卫星马上侦收到这些雷达信号并定位，然后彻底摧毁了它们。同时，用电子侦察卫星侦收同一雷达在受打击前后的持续工作时间，可判断该雷达的受损程度，从而评估打击效果。

在海湾战争期间，通过电子侦察卫星，美国监听到苏军指挥官指挥伊军坦克作战的声音，并截获了苏军向伊提供美军侦察卫星过顶时间表的信号，从而在与苏联的谈判中占据了主动。由于电子侦察卫星截收了伊拉克发射的大部分无线电通信和雷达信号，监听了卫星电话和背负式步话机的通话内容，所以使伊军每一枚导弹的发射、每一架飞机的起飞、每一辆坦克的出动或每一部雷达的开机，都逃不出美国的严密监视。

在2001 年美国对阿富汗实施的“持久自由行动”、搜寻拉登、确定打击目标、检验打击效果的过程中，电子侦察卫星起到了举足轻重的作用，不仅截获了拉登的电子邮件，还窃听到他的电话，可谓超额完成任务。

从2003 年初伊拉克战争开始前到战争整个过程中，美国又故伎重演，一直用电子侦察卫星负责监听伊拉克军事基地、萨达姆车队、总统官邸以及其他地区电话和无线电通话内容。其中能监听大多数蜂窝电话的“军号”电子侦察卫星可把收集到的信息数据传往科罗拉多州奥罗拉巴克利空军基地进行破译。传输数据和破译大约仅需要10 分钟。

目前，美国的电子侦察卫星功能最强，阵容也最齐全，并在实战中发挥了重要作用。

1962 年5 月15 日，美国发射了世界第一颗电子侦察卫星，至今已发展了4 代，其中第一代为低轨道卫星，第二、三、四代主要为地球静止轨道和大椭圆轨道卫星。按工作轨道和任务的不同又可分为详查型、普查型、特殊型、静止轨道型、大椭圆轨道型和新型极轨道型等多种，或分为通信情报和电子情报侦察卫星。

冷战结束后，随着世界政治格局的变化和卫星技术的进步，早期发展的“峡谷”“流纹岩”“小屋”“旋涡”“大酒瓶”和“折叠椅”等电子侦察卫星，先后停止发射，并陆续退役。在伊拉克战争中，美国已用“水星”“军号”等第4 代电子侦察卫星取代了海湾战争中使用的“大酒瓶”“旋涡”等第3 代电子侦察卫星，使侦察能力进一步提高。

目前美国在轨服役的第4 代电子侦察卫星包括“水星”“顾问”和“军号”等，其主要特点是装有大型天线，可同时监听上千个地面信号源。但是，它也存在问题，例如，无法有效侦听到地下有线通信网的信号。在伊拉克战争中，伊拉克尽量不用无线通信方式或利用无线通信方式传输假情报，结果使美英联军收获不大并时有上当。为此，美国又开始研制运行在地球同步轨道的新一代电子侦察卫星——“入侵者”，它具备星上数字信号处理与数字波束形成能力。

“水星”是静止轨道电子侦察卫星，采用长约100 米的新型特种天线，主要用于截获通信情报，测绘敌军通信设备参数和配置地点，从而侦察其作战序列和指挥关系，也用来侦听通信内容，传回地面后进行破译。它不但能侦听到低功率手机的通信信号，还可收集导弹试验时的遥测遥控信号及雷达信号等非通信电子信号。

“顾问”也是地球静止轨道电子侦察卫星，主要用于截获地面的各类雷达、通信等电磁信号，精确测定敌军雷达位置及性能参数，为己方制定作战计划、进行干扰和打击提供情报支持。

由美国空军和中央情报局联合使用的“军号”重5 ～6 吨，天线直径100 米，运行在近地点360 千米、远地点36800 千米的大椭圆轨道上，它吸收了当今军用航天系统中曾用过的最先进的电子、天线和数传技术，装有复杂而精细的宽频带相控阵窃听天线，展开后有一个足球场那么大。该星的入轨使美军电子侦察能力跃上了新台阶，获得了近似连续信号情报的侦察能力，可在夺取制信息权方面发挥重要作用。

目前，电子侦察卫星正从低高度向高高度和地球静止轨道发展，这得益于星上侦收机灵敏度的提高。在常年值守的电子侦察卫星中，静止轨道电子侦察卫星有更多的优势。因为卫星轨道越高，地面覆盖面就越宽，时效性也越好。

▲ “顾问”在轨飞行示意图

▲ NROL-44 任务海报

苏联/俄罗斯：青黄不接 亟待发展

苏联于1967 年3 月首次发射电子侦察卫星，在苏联解体前发射了近200颗，运行在低地球轨道，用于侦收电子设施的电磁辐射信号，获取情报信息，但寿命较短。其代号为“处女地”，共发展了4 代，重量一代比一代重，轨道一代比一代高，性能一代比一代强。“处女地”系列卫星主体呈圆柱体；其下部安装了两个天线阵：一个是穿轨天线阵，一个是沿轨天线阵，共同组成交叉基线干涉仪；星体两侧对称安装了两副太阳电池翼。

1967 年3 月～1976 年5 月 发 射了第一代“处女地”——“处女地O”，卫星大多数运行于高540 千米、倾角74 度的轨道，主要用于截获雷达和通信信号，部分卫星兼有军事气象任务。

1967 年10 月～1980 年初发射的“处女地OM”是第二代，由8 颗卫星组网工作，用于侦听外国军事和政府部门的通信信号，搜集对方陆（海）上雷达信号，绘制周边环境雷达部署图，确定电子战斗序列的范围。

▲ 美国海湾战争中使用的“大酒瓶”电子侦察卫星示意图

▲ 美国“军号”电子侦察卫星示意图

▲ 俄罗斯处女地2 号电子侦察卫星

“处女地D”是第三代“处女地”的首颗星，于1970 年12 月18 日发射升空。它能大范围截获敌方雷达及通信信号，并兼有军事气象任务，还具备初步的星上处理能力。在1976 年以前，平均每年发射2 颗，之后每年发射4 颗，直到1994 年5 月25 日，每颗卫星平均工作寿命18 个月。“处女地D”重2.5吨，运行在高630 千米、倾角81 度的轨道，星上有效载荷与第2 代相似，主要有天线、10 部机械式扫描多信道接收机、1 套处理设备和2 台磁记录器，但增加了测向设备，磁记录器的存储量也扩大了。其接收电子信号（主要是雷达信号）的频率范围是100 ～3600 兆赫，把它们分成10 个频段，分别由星上的10 部接收机接收，且每部接收机都有独立的天线系统。卫星在进行电子信号收集时，根据地面指令，对10 个波段中的若干指令波段依次进行扫描。收到的电子信号在星上初步处理后，记录到磁带上，待过顶时重放给地面。它在搜索电子信号时，即可对10 个波段依次扫描，也能对某几个波段组合扫描。接收机各波段调谐都是由高频到低频，采用机械装置“步进”式进行，由指令机构控制。

第四代“处女地”也称“处女地2号”，是苏联/俄罗斯最复杂、最昂贵的几种卫星之一，首颗发射于1984 年9 月28 日，轨道高度860 千米、倾角71 度。“处女地2 号”采用三轴稳定控制方式，以4 颗轨道间隔45 度的卫星组网的方式工作，其每运行14 圈可覆盖全球1 遍，主要任务是截获通信和电子信号，跟踪美国和北约的舰船活动。卫星具有较强的星上处理能力，可将侦察数据实时地通过“急流”中继卫星传给国内地面站，而前3 代均用“存储/重放”的方式传输数据。据称，它不但有防止反卫星武器袭击的能力，还能攻击其他卫星。遗憾的是，苏联解体后，俄罗斯经济恶化，所以无法及时为星座发射补网卫星，因而“处女地2 号”一直无法组成完整星座。

虽然苏联时期发射的电子侦察卫星种类较多，但到俄罗斯时期却只剩下“处女地D”和“处女地2 号”，这些卫星可进行全球范围的电子侦察。在海湾战争中，第3、4 代“处女地”截获的战区各类无线电信号为苏俄海湾政策的制定提供了可靠依据。

1996 年，几乎全球各主要报纸都报道了车臣反政府首脑“杜达耶夫死了”这条惊人的消息。那么杜达耶夫是怎么死的？1996 年的某一天，来自莫斯科的某位要人拨通了杜达耶夫的手机，开始与其长谈有关与俄罗斯联邦政府签订和约的事。此时此刻，狡诈的杜达耶夫万万没有想到，死神正在一步步地向他逼近。俄罗斯的电子侦察卫星正拉长耳朵，侦听每个可疑的通信信号，很快就捕捉到杜达耶夫的手机信号，并快速确定了杜达耶夫的当前位置，将其报告给一直严阵以待的俄罗斯火箭部队。一枚导弹腾空而起，直击杜达耶夫，终于去除了叶利钦的心腹大患。

尽管俄罗斯电子侦察卫星在消灭杜达耶夫事件上立了大功，但在2004年，俄罗斯只有1 颗“处女地2 号”保持在轨。2007 年，俄罗斯发射了最后一颗“处女地2 号”。

2009 年，俄罗斯发射了首颗“莲花-S”新一代电子侦察卫星，用于监听全球无线电通信，电子侦察专家也可以利用截获的信号对各种设施和军用平台实施定位、特征分析和目标瞄准。“莲花-S”与俄罗斯新一代电子型海洋监视卫星“介子-NKS”共同组成俄罗斯新一代的“蔓藤”电子侦察卫星综合系统，可帮助俄罗斯海军对敌方舰只进行定位和目标瞄准。

▲ 俄罗斯莲花-S 电子侦察卫星

▲ “樱桃”电子侦察卫星在轨运行期间受到空间碎片的撞击示意图

欧洲：初试牛刀 不可小觑

进入21 世纪后，欧洲也开始发展电子侦察卫星。2004 年12 月18 日，欧洲阿里安-5 火箭把4 颗“蜂群”电子侦察卫星演示系统送入轨道。由4 颗微型卫星组成的“蜂群”演示系统由法国国防采办局研制，任务是监测来自地面的各种电磁信号，并验证相关技术以及在大范围内实施空间计划的可行性，为未来天基电子情报计划建立基础。这些卫星在升空两个月后开始工作，其寿命期为5 年。

其实，英国和法国很早就曾发射过“樱桃”和“克莱门汀”小型电子侦察卫星，但它们均属于试验型，无法投入实战应用。21 世纪初，在“樱桃”和“克莱门汀”卫星的基础上，法国军事电子中心、法国泰雷兹公司和英国阿斯特留姆公司开展了一个“蜂群”小型电子侦察卫星星座的研究。这个只需3000 万欧元的低成本项目基于两个部分：

一是空间部分，包括4 颗飞行高度为680 千米、每颗重120 千克的小卫星，采用“马里德”系列卫星平台，呈六面体。其中3 颗在轨编队飞行，构成边长10 千米的三角形，第4 颗为在轨备份星。有效载荷以三角构型利用时差定位原理确定战场上无线电发射机的位置，形成电子战地图，主要用于通信信号侦察。它们组成星座后也相当于组成了一个可以侦察方圆6000 平方千米的巨型虚拟天线。该卫星星座可对给定地区上空提供10 分钟侦收时间，发现新出现的通信信号，初步确定信号格式以供其他系统深入分析。而之前发射的“樱桃”和“克莱门汀”电子侦察卫星则只能探测，不能定位。

▲ 法国“群蜂”电子侦察卫星在轨飞行示意图

▲ 组装“群蜂”小型电子侦察卫星

每颗“蜂群”卫星的下方装有1个联氨罐、4 个小型助推器和所有的定位装置（磁力计、太阳能传感器等）；上方分布有加密的电子侦察卫星天线、接收器和数据存储单元。其能量由太阳电池板和锂电池提供。

“蜂群”卫星并不是为监听特定地域而设计的，因为它们移动很快。“蜂群”卫星只能在一个发射器上聚焦10分钟，然而它们能够发现任何新出现的通信活动，从而可以预警可能的军事活动。

二是地面部分，主要分布在两个地区，第一部分位于法国南部的图卢兹，在这里可以修正轨道、监视卫星运行状况；第二部分是位于距法国西北部雷恩不远的法国军事电子中心，在这里技术人员可规划卫星的有效载荷。当卫星在轨后，卫星可将收集到的数据传回地面，由法国军事电子中心对这些数据进行分析和存储之后再提供给用户。

2015 年3 月17 日，法国国防采购局已与法国空客公司签订了一份价值4.87 亿美元的合同，为其建造3 颗“谷神”卫星，卫星具备最新的太空信号情报侦察能力。3 颗卫星在轨位置距离较近，将通过组网协同来实现对地面信号的检测、定位。

目前，电子侦察卫星正向多功能、长寿命、实时性强和适应范围广等方向发展，其定位精度、方式、目标、体制、信号处理等能力均非常强；信号处理实现了数字化；已从最初单纯地侦察防空雷达信号扩展到能够侦察几乎所有射频信号；侦察数据传输方式日趋多样化，有望成为一种非核威慑手段。未来，还将进一步增强星上电子侦察设备的信号处理能力与处理速度，提高抗干扰能力、变轨能力及抗摧毁能力。