美国军事侦察卫星大扫描

美国军事侦察卫星大扫描在海湾战争和科索沃战争中，军事侦察卫星在目标侦察、作战决策和毁伤评估等方面作出了卓越的贡献，促使美国越发加紧发展新型军事侦察卫星。目前，侦察卫星主要有照相侦察、电子侦察、海洋监视和导弹预警四类。照相侦察卫星美国的照相卫星技术水平居世界领先地位，它不仅拥有分辨率最高的“锁眼”一12光学成像卫星，还拥有能全天候、全天时侦察的“长曲棍球”雷达成像卫星。“锁眼”一12卫星的先进之处在于:其红外相机采用大型CCD多光谱线阵器件和凝视成像技术使卫星的几何分辨率达到0.1米，同时具备多光谱成像能力，不仅能夜间工作，而且能辨别地面伪装物及飞机发动机和大烟囱等热目标，监视地下核爆炸、导弹和航天器的发射；其主透镜表面曲率由计算机控制，因而当卫星在高轨道上普查或在低轨道上详查时，能快速灵活地改变镜头焦距，从而可在高轨道上获得宽幅扫描，在低轨道上有高分辨率，还可有效补偿因大气造成的畸变；星上载有潜望镜式旋转透镜，使卫星在大倾角的条件下也能成像；采取了防核效应加固手段和防激光武器攻击的保护措施，并增装了防撞探测器；载有14-18吨燃料，且可由航天飞机进行在轨加注，故机动变轨能力强。但“锁眼”一12卫星也有致命的弱点，即受气象影响大。这个问题在北约空袭南联盟时暴露无遗。另外，它是冷战的产物，主要用于搜集战略情报，重访周期长，时效性差，扫描幅宽小，难以支持战术行动。这些不足可以通过采用合成孔径雷达成像技术的“长曲棍球”卫星来弥补。不过它的分辨率较“锁眼”一12的低，改进型为0.3米，而且观测不到西伯利亚部分北纬地区。目前上述两种卫星结合使用是最佳搭档。为了争夺太空优势，美国国家侦察局实施了8X计划，研制“增强型成像系统”卫星，定型为“锁眼”一13。该卫星运行在2689公里x3132公里、倾角63.40的轨道上，直径4.4米，重20吨。这种卫星载有光学相机和雷达两种传感器，观测幅宽达150公里，数据传输率提高8倍，缩短了重访周期。其分辨率与“锁眼”一12相当。近年来，美国国防高级研究计划局和国家侦察局又分别提出“星光”和FIA未来成像体系结构计划。“星光”系统由8一48颗装有合成孔径/动目标指示雷达的低轨卫星组成星座。若星座由24颗组成，则能在巧分钟内提供1幅图像；若把星座扩至36颗，重访周期可缩短为8分钟；若扩至48颗，重访时间则可减到5分钟。其实，部署8颗这种卫星就能具有初始作战能力，反应时间为94分钟。每颗“星光”都有3种观测方式，即定点观测、窄带扫描和宽带扫描.它们的分辨率依次为0.3米、1米和3米。该星还能跟踪其下方的导弹和卫星，从而可与下一代高轨道导弹预警卫星互补。美国的盟国对其很感兴趣，因为只需购买3一6颗这种卫星就能加盟“星光”系统，可以共享信息。由于它是在现有技术的基础上改进的，所以该系统造价较低。FIA计划拟建造一种更适于在外层空间工作的新一代卫星。目标系统是由体积小、重量轻、功能强、数量多的较小型卫星组成星座。该卫星系统由可见光/近红外光学成像卫星和雷达卫星两部分组成，故能在任何气象条件下穿透云雾拍摄到世界各地区军事设施的高清晰度照片，向战场指挥官提供近实时的目标图像。它采用的许多高新技术比现有卫星技术先进20年，重量和造价均为“锁眼”一12的一半，而性能却有很大增强，每天重访次数可根据需要而定。卫星将在更高的轨道上运行，因此隐蔽性更强，而且由于卫星停留在某个区域上空的时间将延长1倍(20分钟)，其拍摄照片的数量也将大大增加(提高8至20倍)。新卫星计划于2005年左右开始发射。专家推测，今后20年内将有24颗卫星发射人轨。但它的费用比“星光”系统的高，并且军方认为它存在5项不足:无法跟踪地面活动目标；无法将图像直接传给战场指挥官；无法直接接受来肩这些指挥官的图像收集指令；无法达到所希望的覆盖频率；无法提供制定军事行动计划所必需的精确数字地形高程地图。目前上述两种方案的竞争前途未卜。到2000年为止，美国在轨服役的照相侦察卫星共有5颗，即2颗“锁眼”一12,2颗“长曲棍球”，1颗8X。为了更好地发挥侦察卫星的功能，2001年5月19日，美国国家侦察局的一颗1872公斤重的“乔利特”地球同步轻重量技术实验卫星被送人预定地球同步转移轨道。它是一个先进的技术验证平台，采用激光通信和特高频保密传输技术，以试验用更大带宽和更高速度传送诸如侦察卫星的图像。电子侦察卫星电子侦察卫星主要用于截获敌方雷达、通信等系统的无线电信号，以探明这些系统的类别、性能参数、位置和活动情况以及新武器的试验和装备情况，进而可进一步揭示敌方军队的调动、部署及战略意图。这种卫星在多次实战中发挥了重要作用:可及时发觉敌方图谋不轨的迹象，为决策当局提供了充足的预警时间；可为打击重要军事、政治中心提供支援；能掌握敌方电子装备布防情况；辅助弹道导弹防御的预警；评估打击效果以及第三国介人程度，为战略决策提供依据。美国现已发展了四代电子侦察卫星，目前使用的第四代卫星主要有:“水星”、“军号”、“顾问”和“命运之女神”。“水星”是准同步轨道电子侦察卫星，主要用于通信侦察。它不仅能侦听通信信号，还可搜集导弹试验的遥测遥控信号及雷达信号等非通信电子信号。“军号”通信侦察卫星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，使美军电子侦察能力跃上新台阶，获得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较大作用。“顾问”也是用于通信侦察的准同步轨道卫星，但“顾问”、“军号”由美国空军和中央情报局联合操纵，而“水星”由国家侦察局主管。“命运之女神”是低轨道电子侦察卫星，用于侦察雷达及其它电子设备的无线电信号。其配置以3颗星为一组，组内卫星间距离保持约50公里，这样4组卫星便能完成对全球的连续监视。美国现役的电子侦察卫星中，还有一颗属于第三代的“猎户座”卫星，用于24小时不间断侦收亚洲国家的通信信号，以获取政治、军事等信息。其截获数据比照相侦察的图片具有更高的潜在价值。不过，美国并没有以此为满足，目前正在研制功能强大的高轨道大型卫星和时间分辨率极高且灵活的低轨小卫星星座。美国正在研制的“人侵者”准同步轨道卫星是美国IOSA集成化过顶信号侦察体系的组成部分，是根据天基网的发展思路和新的设计理念研制的新一代大型电子侦察卫星，目的是提高侦察质量，降低系统成本。它具有多轨道能力，可代替目前的同步轨道和大椭圆轨道的卫星，并集通信情报和电子情报于一身。另外，美国还计划研制具有一定隐身性能的“徘徊者”准同步轨道卫星和“奥林匹亚”低轨道卫星。前者用于侦察并定位战略目标，后者是实施侦察一体化计划。随着电子战和信息战的加剧，敌方将采用反卫星武器、诱饵、提高机动性等措施来对抗电子侦察卫星，因此这种卫星的有效性也会受到因采用加密技术、地下通信网等技术的限制。海洋监视卫星探测海洋的各种特性，不仅对民用事业有重大意义，而且也是重要军事情报来源之一。然而，海洋占全球表面积约70%，若用船或飞机去监测是极其有限的，而用海洋监视卫星却是理想的工具。它不仅能探测、跟踪、定位、识别和监视海上舰艇，而且还能探测水下核潜艇、跟踪和监视低空飞行的巡航导弹，为己方舰船的安全航行提供海况及其它有关数据。美国从1976年首次发射“白云”系列电子型海洋监视卫星至今，已发展了三代这种卫星。目前使用的是AWOSS“高级白云海洋监视卫星”。它与原型相比，仍由1颗主卫星和3颗子卫星组成星座。其3颗子卫星利用三角测量原理对目标进行定位，然后把数据传到主卫星上处理并向下传输到地面站。其先进之处在于主卫星上载有分辨率为1.5米的成像雷达、数据处理系统、探测核潜艇尾流的红外扫描仪、探测海况和确定海洋特性的微波辐射计；子卫星用接收机增强性能；每组卫星的布局结构发生了变化。因此，该卫星系统的侦收、处理和传输能力有较大增强，侦收范围扩大了，每组卫星可侦察7000平方公里，但重量也加大了。现在，美国正在研制可同时满足海军和空军需要的联合天基广域监视系统，其第一颗示范星拟于2002年发射.2004年发射业务星。导弹预瞥卫星导弹预警卫星是一种用于探测、监视和跟踪敌方弹道导弹而进行早期报警的遥控类卫星。在90年代以前，它主要用于对付洲际弹道导弹；海篇战争后，探测战术弹道导弹成为预警卫星的新任务。美国的导弹预警卫星居世界领先地位，也是其国家导弹防御计划和战区导弹防御计划的核心之一。美国现役的导弹预警卫星是“国防支援计划”第3代卫星DSP-3。它载有工作在两个不同红外波段的红外望远镜和动能碰撞敏感器，监视范围广，在实战中起的作用大。但鉴于设计的初衷是用于战略导弹的预警，轨道单一、探测手段单一、数据处理手段单一，不适合战术导弹的预警，因此，美国正在研制新一代导弹预警卫星—SBIRS天基红外系统，它可同时探测来袭的战略导弹和战术导弹。SBIRS天基红外系统由高轨道和低轨道两大部分组成。高轨道部分由5颗静止轨道卫星(其中1颗为备份)、2颗大椭圆轨道卫星组成。低轨道部分由24颗小卫星组成，它们能跟踪导弹发射后的全过程，而不只是跟踪导弹发射的助推段，这样可有效地为导弹防御系统提供精确的瞄准数据。为了探测到尾焰红外辐射更小的战术或战区导弹，并能更早地探测到飞行中的导弹，提供更长的预警时间，美国空军正在着手修改天基红外系统高轨道卫星的设计。其中提高探测灵敏度和瞄准精度是重点，因为这对敌方导弹定位是至关重要的。美国空军的天基红外系统低轨道卫星计划也根据需求进行了修改，减少了星座中的卫星数量，但探测先进弹道导弹的能力较原计划的有很大提高，不仅能探测助推飞行中的弹道导弹，提供预警信息，还能够对弹道导弹进行全程跟踪与识别，并可引导拦截弹进行远程拦截，首颗卫星的发射时间预定为2006年秋季。展望未来美国航天司令部在其《2020年设想》中指出，在21世纪军事航天力量将成为美国正在实施的国家安全与军事战略的主要依靠力量。为此，美国航天司令部提出了控制空间、全球交战、全面力量集成和全球伙伴关系四种空间作战概念，这体现了美国航天力量的发展方向。美军从科索沃战争中认识到侦察卫星在目标侦察、作战决策和战场打击评估等方面有重要作用。要想胜任未来的作战任务，其侦察卫星领域还有许多工作要作，其中包括:采用高分辨率成像光谱仪以识别目标和伪装；增强地面站处理能力，提高卫星侦察的时效性，加强快速反应能力；开发星载数据处理能力；建立天地一体化的信息网，直接支持战场作战；统筹发展大、小卫星，互相搭配，以达到最佳侦察效果；开发新一代信息融合系统，获取更精确的可靠数据；研制能应急发射的航天运载器，缩短卫星人轨后的调试时间；如何充分利用高分辨率商业遥感卫星。值得注意的是，小型/微型侦察卫星正在成为新宠。例如，美国于1999年发射成功民用高分辨率小型遥感卫星“艾科诺斯”，其分辨率达1米，被广泛用于军事侦察。小卫星星座可满足战区对侦察系统的实时性要求，也为中、小国家发展卫星侦察系统开辟了途径。.