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第7章 侦察卫星(1)

侦察卫星主要为军事服务,是军事卫星中,使用最广、数量最多的卫星。侦察卫星就像活跃在太空中的军事间谍,居高临下,明察秋毫,窃取运用常规手段无法取得的宝贵情报。侦察卫星分为不同的种类,有着不同的结构和装备,也因此活跃在各自不同的应用领域,发挥着不同的作用。

“超级间谍”诞生

侦察卫星由于数量多、发展快,成为卫星家族中数量最多的成员。那么它是如何崛起的呢?这要从一份秘密报告说起。

1946年,美国政府的“智囊集团”兰德公司写给美国国防部一份秘密报告,提出如果一种飞行器加速到每秒约8千米,并能控制准确,那么,它将在地球大气层的上部,沿一条大的圆形轨道运行,成为一颗新的卫星。这样的飞行器绕地球一周约1.5小时(假定轨道高度为200千米)。报告中着重指出卫星具有侦察飞机的能力。

兰德公司提出的卫星,就是侦察卫星,常被人称为太空“间谍”。使用人造地球卫星对地面目标进行侦察,要比飞机侦察优越得多,其理由是:

1.卫星在距地面几百千米(一般150~700千米)的高空中翱翔,居高临下,视野广阔,一“眼”望去,能够侦察到地面的几千、几万平方千米的面积,而一张普通航空观测照片覆盖的地表面积仅为10多平方千米;

2.卫星的飞行速度很快,它以7.8千米/秒左右的速度绕地球飞行,这样就能够在很短的时间内侦察到非常辽阔的地区;

3.不受国界及地理条件限制,能获得其他手段难以得到的情报。

卫星侦察由于具有这些得天独厚的优点,引起了人们的高度重视,并在军事和国民经济等方面得到广泛应用。

20世纪50年代初,美、苏两国为了获取对方军事情报,对卫星侦察的可能性进行了一系列探索。从1959年2月至1962年2月,美国进行了38次侦察卫星“发现者”的发射试验,其中23颗载有可回收的胶卷舱。

美国科技人员对侦察照片进行了分析,弄清了苏联洲际导弹及其他战略武器的数量和部署情况,使美国在与苏联进行武器谈判时占据了有利地位。

侦察卫星苏联不甘落后,暗暗与美国较量,50年代末至1963年秋,先后发射了9颗侦察卫星,用它监视美国、欧洲以至全球。随后,苏联增加侦察卫星数量,使每年平均发射侦察卫星数量达30余颗。

侦察卫星,是利用光电遥感器或无线电接收机,搜集地面目标的电磁波信息,用胶卷或磁带记录下来后存贮在卫星返回舱里,待卫星返回时,由地面人员回收;或者通过无线电传输的方法,随时或在某个适当的时候传输给地面的接收站,经光学、电子计算机处理后,人们就可以看到有关目标的信息了。

侦察卫星根据执行任务和侦察设备的不同,分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星和预警卫星。

迄今,在已发射的数千颗人造地球卫星中,侦察卫星的数量几乎占1/3。这些侦察卫星主要为军事服务,如侦察别国的导弹核武器基地、海军基地、空军基地、兵工厂、弹药库、军营、交通枢纽和军事指挥控制中心等。

由此可见,侦察卫星就是窃取军事情报的卫星,它站得高看得远,既能监视又能窃听,是个名副其实的“超级间谍”。

知识点侦察卫星的侦查手段

早期侦察卫星最主要的侦查手段是利用可见光波段的照相机。随着科技的进步和情报种类的多样化,现在的侦察卫星使用的搜集手段大致上可以分为主动与被动两大类。主动手段就是由卫星发出讯号,借由接收反射回来的讯号分析其中代表的意义。被动手段是利用被侦查的物体发射出来的某种讯号,加以搜集并且分析。这种侦查方式是最为常见的一种,包括使用可见光或者是红外线进行照相或者是连续影像录制,截收使用各类无线电波段的讯号。

太空“千里眼”——照相侦察卫星

1964年10月16日,我国第一颗原子弹爆炸成功,然而这次核试验在20天前就有人预言了。9月29日,美国国务卿就发表特别声明,预测说“中国将在最近进行一次核爆炸试验”,并断定,如果进行试验,“美国是能够侦察到的”。

美国政府并未透露情报的来源,只是用“各种情报网”的词句一带而过。实际上,这正是刚刚使用的美国照相侦察卫星获得的。

自从侦察卫星诞生以来,哪里有军事行动,哪里就有它们的身影。那么,在茫茫太空中,这些高级“间谍”是如何窃取军事情报的呢?被誉为太空“千里眼”的照相侦察卫星功不可没。

照相侦察卫星是利用所携带的光学遥感器和微波遥感器拍摄地面一定范围内的物体并产生高分辨率图像的卫星。主要用于战略情报收集、战术侦察、军备控制核查和打击效果评估等目的。这类卫星的高度一般为几百千米。它把目标的图像信息记录在胶片或磁记录器上,然后通过返回式卫星送回地面,或用无线电传输方式实时或延时传回地面。这些信息经过加工处理后,就能判读和识别目标的内容细节并确定其地理位置。

与一般的民用对地观测卫星相比,照相侦察卫星的最主要特点是地面分辨率较高,至少优于5米。为了提高分辨率,照相侦察卫星不仅需要先进的遥感器,而且卫星本身要运行在近地轨道,并进行高精度轨道及姿态控制,以保证所拍摄图像的清晰。

照相侦察卫星种类繁多,性能各异。

按星载遥感器的不同,可分为光学照相侦察卫星和雷达照相侦察卫星两类。光学照相侦察卫星作为一种重要的空间侦察卫星,被喻为太空中的“眼睛”,它是利用光学成像设备进行侦察,获取军事情报的卫星。目前最好的光学照相侦察卫星所拍摄的图像可以分辨出汽车尾部的牌照。雷达成像侦察卫星则可以弥补光学成像侦察卫星的不足,其独特的穿透侦察能力,对于夜间和全天候监视非常有用。比较典型的是美国的“长曲棍球”系列。

按侦察信息送回地面方式的不同,可分为返回型和传输型。返回型是将拍好的胶卷存入回收舱中返回地面,其优点是图像分辨率高、直观,易于识别分析,缺点是回收不及时,容易贻误战机。传输型是先把图像信息记录在磁带上,当卫星飞到地面接收站的控制区时,将图像信息发送到地面,由地面进行处理、识别。它的优点是地面收到信息快,但图像分辨率不高。

按侦察能力可分为普查型和详查型2种。前者分辨率为3~5米,一幅图片的面积达几千到一两万平方千米,主要用于大面积监视目标地区的军事活动、战略目标和设施的特征以及对危机地区和局部地区的战略侦察;后者的分辨率优于2米,一幅图片可覆盖几十到几百平方千米,主要用于获取局部地区重要目标详细信息的战略和战术侦察。

美国从1959年开始研制照相侦察卫星。“发现者号”是第一代回收型照相侦察卫星。该卫星采用可见光照相和胶片舱返回的方式,从1962年美国开始KH(即keyhole“锁眼”)系列卫星研制计划。其中“科罗纳”计划的卫星KH-1、2、3、4为第1代,“氩”计划的卫星KH-5,“火绳”(又叫“牵索”)计划KH-6为第2代,“后发制人”(又叫“策略”)计划的卫星KH-7、8为第3代,“六角”计划的卫星KH-9(俗称“大鸟”)为第4代,“凯南/晶体”计划的卫星KH-11为第5代,“偶像”计划的卫星KH-12为第6代。

KH-1到KH-4均使用差别不大的全景式相机或画幅式相机,而KH-7以后的卫星所携带的遥感器则有了质的飞跃,对军事目标判别有重要意义。

KH-7是第一批真正的详查型卫星,每颗卫星用两个回收胶卷舱将胶卷送回地面,其分辨率为0.5米,工作寿命一般为5天。KH-8是KH-7的改进型,该卫星除了有红外相机和多光谱扫描仪外,还装备了高分辨率测绘全景相机,分辨率达0.15米,而且卫星具有机动变轨能力,工作寿命达30天。KH-9代表了美国光学照相侦察卫星向综合型侦察卫星发展的趋势,既能普查,又能详查。这种卫星兼有回收型和传输型两种工作方式,每颗卫星重13.1~13.4吨,装有多种遥感器,其中4个独立的胶卷回收舱用于传送分辨率达0.3米的详查信息,星上直径6.1米的展开式天线过顶传输普查信息,卫星工作寿命达71~275天。1976年12月19日发射的第1颗KH-11卫星使美国获得了卫星实时侦察能力,KH-11既能详查也能普查,普查时的分辨率为1~3米,详查时的分辨率可达0.15米。目前在轨运行的KH-12是1990年2月28日开始发射的,对地分辨率达0.1米。

继美国之后,前苏联也于1962年4月26日成功发射了首颗照相侦察卫星“宇宙-4号”。迄今为止,前苏联光学侦察卫星共历经了6代。第1~4代为胶片回收型光学成像卫星,其中第1~3代的分辨率为1~4米,第4代采用两台相机,分辨力达到0.3米。第5代属可机动高分辨率传输型卫星,带有光电遥感仪(CCD相机),使卫星具有实时侦察能力,重约6700千克,其地面分辨率大于3米,是类似于KH-11的普查卫星。第6代照相侦察卫星装有高性能的光学系统及供实时数字图像传输的现代电子设备,可提供实时数字图像,具有多次变轨能力,可降到150千米高度清晰拍照,它也可以抛下回收型胶卷舱,具有双重功能。

知识点近地轨道

近地轨道又称低地轨道,是指航天器距离地面高度较低的轨道,特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90°。近地轨道没有公认的严格定义,一般高度在2000千米以下的近圆形轨道都可以称之为近地轨道。由于近地轨道卫星离地面较近,绝大多数对地观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统都采用近地轨道。

太空“窃听器”——电子侦察卫星

常规战争中,敌对双方常通过俘虏对方人员等较为传统的方式来了解对方战术意图、兵力部署及武器装备等情报。随着航天技术的发展,空间窃听器——电子侦察卫星的出现,让人们可以获取许多常规手段难以获得的敌方情报。

1984年4月17日,在伦敦发生了利比亚人民办事处用轻机枪扫射游行队伍的事件。这个事件的发生是有先兆的。据美国ABC电视台透露,事件发生前,利比亚政府曾指示利比亚驻伦敦人民办事处,“不能坐视反卡扎菲的示威游行”。

美国很快就知道了这个指示,并通报英国政府,但在得到确切的情况之前,枪击事件就发生了,一名女警察被打死,许多参加游行的人负了伤。

窃听这个指示的正是美国电子侦察卫星。它监听了利比亚政府和驻伦敦人民办事处之间的电话。由此可见侦察卫星进行情报战的作用。

在太空遨游的电子侦察卫星是窃听能手,它利用捕获无线电波的方式来获取情报。电子侦察卫星的任务主要有:①确定敌方地面防空雷达和反导弹雷达的精确位置,以便使轰炸机或弹道导弹不被雷达发现和跟踪;②确定敌方军用电台的位置和信号特性,以便战时将其摧毁,而更重要的任务在于平时窃听军事通信中的重要情报。

通常,雷达或军用电台的工作频率属高频段,因此,它的作用距离有一定限制。一个幅员辽阔的国家,为了保卫本国的安全,在远离疆界的腹地往往要布设许多防空雷达。

如果在国外用舰船或飞机等一般的方法测量敌方防空雷达的位置和特性,那是极为困难的,甚至无法办到。但是,如果用卫星去侦察,就能打破国境线的障碍,大摇大摆地测定敌方雷达的位置和特性。

电子侦察卫星窃听方式比较巧妙。当卫星经过敌方上空时,卫星上的磁带迅速地录下雷达信号和其他电磁辐射源,然后在自己国土地面站上空又把磁带记录信号快速地输送到地面站,经过地面分析、研究或破译,就能掌握敌方地面雷达的位置和特性,从而窃听到许多敌方重要信息。

电子侦察卫星在太空飞行的轨道,近地点(距地心最近时的位置)高度300~500千米,因此,窃听能力很强。它与照相侦察卫星一样,具有普查型和详查型两类。

普查型“窃听能手”,用来对敌方地面大面积侦察,测定地面雷达的大致位置,窃听地面雷达的工作频段。详查型“窃听能手”,用来捕获感兴趣的雷达特征和电台信号的详细情报,用搜索型超外差接收机窃听地面的无线电信号。

目前,多数电子侦察卫星既能作一般监视,对地面进行普查性窃听工作,又能对地面各种无线电信号进行搜索和窃听,一颗卫星身兼普查和详查两种功能。

电子侦察卫星不受地域和天气条件的限制,可大范围、长期注视和侦察,获得时效性强的情报,因而已成为当代战略情报侦察中必不可少的手段。美、俄、法、英都已发射过这种卫星,但以美国的卫星功能最强。

美国现已发展了4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“命运三女神”。

“水星”是准同步轨道电子侦察卫星,主要用于通信侦察,不但能侦听到低功率手机通信,还可收集导弹试验的遥控信号和雷达信号等在内的非通信电子信号。

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