百年航天
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3.2 明察秋毫的天眼

自从人造卫星问世以来,由于它可以在太空轨道上居高临下、一览无余地观测,美国等国把人造卫星作为对地物明察秋毫的手段。最早也最多研制发射的侦察卫星,首先为军事服务而备受青睐。

回收型照相侦察卫星

1959年2月28日,美国发射第一颗试验侦察卫星“发现者1号”。1960年8月18日,发现者14号侦察卫星发射和回收成功。至1962年4月18日,三年一共发射39颗发现者号卫星,其中成功入轨26颗,成功回收只有12颗。发现者号是美国第一代返回式照相侦察卫星,卫星呈圆柱形,长5.94米,直径1.52米,起飞质量3850千克,轨道质量770~952千克,入轨飞行1~4天。卫星上携带自动照相机,拍摄的照片由回收舱带回地面。这只“天眼”可以监测到地面洲际导弹等军事设施情况。1962年开始,美国研制锁眼号光学照相侦察卫星。从锁眼1号到锁眼9号都属回收型照相侦察卫星,其中锁眼9号卫星质量1.31吨,长8米,直径1.5米,呈圆柱形,共发射入轨95颗,最初在轨飞行14~17天,最后飞行到90天,照相分辨率达到0.3米。

美国“发现者”侦察卫星

1962年4月26日苏联发射成功第一颗照相侦察卫星“天顶1号”。卫星长约5米,质量4.75吨,工作寿命仅3天。后来又研制发射成功天顶2号、3号、4号和6号,地面分辨率到1米,每年都要发射10多颗,工作寿命延长到14天。苏联/俄罗斯已经发展七代照相侦察卫星。

前苏联“天顶2号”侦察卫星

传输型照相侦察卫星

1961年1月31日,美国发射成功第一颗萨莫斯2号传输型照相侦察卫星。卫星呈带圆锥体的圆柱形,长6.71米,直径1.52米,起飞质量1860千克。它进入近地点480千米、远地点560千米的轨道上运行,在轨工作1个月,向地面发回1000多帧图片。1962年12月19日,美国发射成功“锁眼11号”侦察卫星,卫星长19.5米,直径3米,质量达13吨,采用光电数字成像和实时图像传输技术,用高分辨率CCD相机拍摄地面分辨率高达0.15米。1990年2月28日又开始发射锁眼12号侦察卫星,进一步改善了红外观测能力,提高了时间分辨率。目前在轨4颗锁眼12号光学侦察卫星,卫星发射质量18吨,全色分辨率0.1~0.15米,红外分辨率0.6~1米。

“萨莫斯2号”传输型照相侦察卫星

雷达成像侦察卫星

1988年12月2日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机上天发射成功世界上第一颗雷达成像侦察卫星长曲棍球号。卫星主体呈八棱柱体,长8米,直径约4米,其太阳能电池板展开为45.1米,可提供10千瓦的电力。卫星质量15吨,设计寿命8年,在高670~703千米、倾角57度的轨道上运行。该星的合成孔径雷达天线呈矩形,长14.4米,宽3.6米,由3个平面天线阵组成,雷达的几何分辨率为0.3~3米,所获图像通过大型抛物面跟踪天线经跟踪与数据中继卫星传到地面站。这种雷达成像侦察卫星有一定穿透力,能识别伪装和地下军事设施,执行全天候、全天时侦察任务。

美国“长曲棍球”合成孔径雷达侦察卫星

电子侦察卫星

1962年5月15日,美国发射世界上第一颗电子侦察卫星。除第一代是低轨道卫星外,从第二代到第五代主要为地球静止轨道和大椭圆轨道卫星,能不受地域和天气条件的限制大范围、连续地监听到电子传输信号,获得地面军事设施和活动的情况。1994年发射成功的“号角”第四代电子侦察卫星,质量达5吨多,在近地点360千米、远地点36800千米的轨道上运行,扩大了窃听范围。

美国“号角”第四代电子侦察卫星

导弹预警卫星

前苏联早期发射了“眼睛号”和“预报号”两种侦察导弹攻击情况的预警卫星。1972年9月发射成功第一颗眼睛号导弹预警卫星,卫星呈圆柱形,高1.3米,直径0.8米,质量1250千克,有两组太阳能电池帆板,在大椭圆轨道上运行,实现了5星组网工作。2002年俄罗斯建成由3颗眼睛1号组成的导弹预警卫星系统并正式投入运行。1997年发射第一颗预报号导弹预警卫星,质量3000千克,工作寿命4年,能监视实时导弹、卫星发射和核爆炸情况。

美国实施“国防支援计划”,于1970年11月6日发射成功第一颗国防支援计划导弹预警卫星,共研制了4颗,每颗质量为898千克,长7米,直径4米,呈圆柱体,设计寿命1.5年。国防支援计划导弹预警卫星已发展三代,第三代卫星长10米,直径6.74米,质量2.36吨,寿命7年。2011年5月7日,美国发射第一颗新一代导弹预警卫星,将由4颗同步轨道卫星和2颗大椭圆轨道卫星组成“天基红外系统”。

美国空军天基红外系统SBIRS GEO-2卫星

链接 欧美等国的雷达成像侦察卫星

欧洲的雷达成像侦察卫星

2006年12月19日,欧洲首颗雷达成像侦察卫星“太阳神A号”发射成功,卫星外形尺寸为4米x3米x2米,质量770千克,设计寿命10年。卫星分辨率1米,幅宽8千米x60千米,可以辨认地面汽车和飞机的型号。

欧洲首颗雷达成像侦察卫星

以色列的光学成像侦察卫星

1988年9月19日,以色列发射成功“地平线1号”光学成像侦察卫星。2010年6月22日发射“地平线9”号侦察卫星,6月25日卫星即传回首批0.5米高清晰度的地面图像。地平线号卫星高2.3米,直径1.2米,质量300千克,可拍摄全球任何区域的照片。

以色列“地平线1号”光学成像侦察卫星

日本的光学成像侦察卫星

2003年3月28日,日本发射成功第一颗光学成像侦察卫星“光学1号”和第一颗雷达成像侦察卫星“雷达1号”。到2011年,已发射4颗光学号和2颗雷达号卫星,光学号质量850千克,雷达号质量1200千克。日本试图建成由2颗光学成像侦察卫星和2颗雷达成像侦察卫星组成的全球情报收集处理系统,以保证对地球上任何地点都可以进行监视和侦察。

日本“雷达1号”侦察卫星

美国的“战术卫星”

美国实施“快速响应航天”计划,研制了一种直接为战场指挥提供急需战术信息的侦察卫星。2006年3月24日发射第一颗战术卫星1号,质量109千克,装有可见光、红外相机和信号情报侦听装置,但发射失败。2006年12月16日发射成功战术卫星2号,卫星质量369千克,进入高562千米的轨道上运行。2009年5月19日发射战术卫星3号,在400千米高的轨道上运行,演示了卫星收集重要战区有用军事信息的能力。2011年6月,美国第一颗正式的快速响应空间系统的“战术卫星”发射成功并开始业务运行。

美国“战术卫星1号”侦察卫星