当代美国照相侦察卫星揭秘

作者：庞之浩 作者单位：北京空间科技信息研究所 2001年第06期

自1960年美国发射成功世界第一颗照相侦察卫星以来，至今已有四十多年。随着照相侦察卫星在现代战争中的作用日趋明显，越来越多的国家开始热衷于发展这种高技术武器。那么，照相侦察卫星到底有什么神奇之处呢?现已发展了几种?最先进的照相侦察卫星是谁研制的?未来的发展趋势如何?正是读者关心的问题。

一、 太空神探

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来产生高分辨率图像的卫星。它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，这类卫星的轨道高度一般为几百千米。它把目标区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。所以，按获取图像的方式分类，照相侦察卫星可分为回收型和传输型两种。
与一般的民用对地观测卫星相比，照相侦察卫星最主要的特点是地面分辨率高，目前最高分辨率可达0.1米。因此，按照相侦察能力分类，它又可为普查型和详查型两种，前者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，以及危机地区和局部地区的战略侦察包括车辆位置和特征的侦察；后者主要用于获取局部地区重要目标详细特征信息的战略和战术侦察，它可确认和鉴别各种类型的车辆和装置等。
星上的侦察设备主要有可见光相机、红外相机、CCD摄像机、多光谱扫描仪和雷达等。其中红外相机和多光谱扫描仪可使卫星分别具有夜间侦察和识别的能力；若装有成像雷达，卫星则能进行全天候、全天时侦察。所以，根据星载遥感器的不同，目前的照相侦察卫星又可分为光学照相侦察卫星和雷达照相侦察卫星两类，它们各有千秋，因而用途不一。
目前，全世界有4个国家发射了照相侦察卫星，其中以美国的照相侦察卫星品种最为齐全，技术最为先进，它包括了上述所有的类型。这些不同功能的照相侦察卫星视角覆盖全球，可对各种战略和战术目标实施全天候、全天时、高分辨率的实时侦察，是收集重要情报的主要来源。

二、 劳苦功高的回收型

美国光学照相侦察卫星有回收型和传输型两种，而雷达照相侦察卫星只有传输型。其中，很多项照相侦察卫星计划，主要用于代替高空侦察机来了解前苏联的军事实力。例如，"科罗纳"(CORONA，又叫"日冕")计划的卫星最初主要目的就是确定前苏联正在以多快的速度生产远程轰炸机和弹道导弹数量以及防空体系(包括截击机和地空导弹发射场等)的部署情况。不
细心的读者一定会发现为什么没有KH-10。这主要是因为KH-9卫星的成功和后来更先进的KH-11卫星的研制与成功发射使美国取消了KH-10卫星计划。KH-10又名"载人轨道实验室"(MOL)，为有人侦察卫星，研制目的是为了完成各种在太空难以执行的任务，但因成本过高于1969年被取消了。
"科罗纳"计划早期被隐匿在公开的"发现者"计划之中。它的"氩"计划及"火绳"计划的卫星(KH-1～6)拍摄的图像已于1995年解密，原因是美国一些公司期望在冷战后的世界中寻求新的创收来源；另外俄罗斯已在销售分辨率达2米的数字化胶片图像。不过，更高分辨率的KH-7～12卫星图像依然保密。其中回收型的KH-8、9的地面分辨率为15厘米。
前任美国总统克林顿在1995年的一次讲话中提出，KH-1～6卫星为美国第1代光学照像侦察卫星，因为它们都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有了质的飞跃，对军事目标判别有重要意义。
俗称"大鸟"的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。这种卫星在1971～1986年发射了20颗，每颗卫星重1.31～1.34吨，装有多种遥感器，兼有回收型和传输型两种工作方式。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。这种将详查和普查功能的有机结合方式，提高了从空间获取详细侦察情报的时效性。KH-9有3种轨道机动方式，即水平机动、垂直机动和回避机动，其中回避机动主要用于躲避敌方卫星的袭击。KH-9是胶片回收型侦察卫星向图像传输型侦察卫星的中间过渡。随着光电技术、电子技术等发展，传输型卫星的分辨率可与回收型卫星相媲美，而且在轨时间很长，能实时传输信息，因而被广泛使用。

三、昔日大腕

1976年12月19日第1颗KH-11卫星发射升空，从而拉开了美国应用图像传输型照像侦察卫星的序幕，它使美国首次获得了卫星实时侦察能力。
KH-11卫星的先进之处是采用了光电数字成像和
该星刚开始是保密的，但1978年1名美国中央情报局雇员在希腊把1份KH-11系统手册出卖给了1名克格勃侦探，从而使KH-11的代号首次公布于世。在海湾战争中，KH-11也大显神通。

四、 当今英豪

目前在轨运行的KH-12是1990年2月28日开始发射的，至今已经发射了4颗。它采用了当今最尖端的自适应光学原成像技术制成，可在计算机控制下随视场环境灵活地改变主透镜表面曲率，从而有效地补偿因大气造成的畸变影响，使分辨率达到目前顶级水平--0.1米。星上的红外相机也有较大改进，它不仅是"夜猫子"，而且可发现地面伪装物、飞机发动机和大烟囱等有热源的目标。星上的高级"水晶"测量系统(ICMS)可使数据以网格标记传输。它还装有雷达高度计和其它用于测量地形高度的传感器。除第1颗KH-12运行在800千米外，其它3颗都运行在270～1000千米的轨道上。
KH-12加满燃料时可重达14～18吨，燃料用完后可由航天飞机进行在轨加注，因而该星的机动变轨能力极强，具有无限制的轨道机动能力。其设计寿命长达8年。
KH-12有四个特点：第一，采用大型CCD多光谱线阵器件和"凝视"成像技术，使卫星在取得高几何分辨率能力的同时还有多光谱成像能力，其先进的红外相机可提供更优秀的夜间侦察能力。第二，采用镜面曲率可由计算机控制技术，因而当卫星在高轨道普查或在低轨道详查时，能快速改变镜头焦距，这样就能在低轨道具有优越的分辨率，在高轨道可获得宽的幅宽。第三，机动能力强，可满足现代战争的需要。第四，它还可进行电子侦察。可以说，KH-12是当今世界上技术最先进的光学照相侦察卫星。在1999年北约空袭南联盟的行动中，美国即动用了3颗KH-12。

五、 全能高手

雷达照相侦察卫星可以弥补光学照相侦察卫星不能全天候、全天时进行侦察的不足，并有一定的穿透能力，从而能识别伪装，发现地下军事设施。其幅宽也比较大，因此时间分辨率较高，这对全面观测战区和侦察全球性军事动态有重要意义。不过，它的分辨率较光学照相侦察卫星低，而且观测不到西伯利亚的某些北纬地区。所以，从目前的技术水平来看，两者结合使用是最佳配置。
世界第1颗雷达照相侦察卫星是美国1988年12月2日发射的名叫"长曲棍球"。现已发射了3颗这种卫星，其中2颗在轨服役。目前只有美国拥有雷达照相侦察卫星。
"长曲棍球"卫星主体呈八棱体，长8米，直径约4米，一对太阳能电池帆板在轨道上展开后跨度为45.1米，可提供10千瓦以上的电力，这在当今卫星中是最大的，因为这种卫星要向地面发射微波能量，所以需要大量的能量。卫星重15吨，设计寿命8年，运行在倾角57°～68°、高670～703千米的轨道上。
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，每个天线阵含4个长度相等的子阵。雷达的几何分辨率为0.3～3米，所获图像数据通过大型抛物面可跟踪天线经"跟踪与数据中继卫星"传至白沙地面站，再经过国内通信卫星传到贝尔沃堡。
它不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动，监视机动或弹道导弹的动向，还能发现伪装的武器和识别假目标，甚至能穿透干燥的地表，发现藏在地下数米深处的设施。
据推测，"长曲棍球"还载有用于目标识别的光学遥感器，以供KH-11、12详细成像之用和核查机动式洲际弹道导弹条约的遵守情况。
另外，1997年10月23日升空的第3颗雷达成像像卫星是改进型"长曲棍球"。它带有相控阵馈电系统，采用抛物面雷达天线，成像质量有所改善。该星与另1颗星配对工作，因而可以反复侦察地面目标。
在1991年的海湾战争中和波黑战争中，"长曲棍球"卫星用于跟踪伊拉克装甲部队行踪和监视塞族坦克。它还多次用来评估美国巡航导弹对伊拉克和南联盟的攻击效果。
另据报道，现在美国正在研制1种新型高分辨率雷达照相侦察卫星，它可能采用平板相控制雷达天线，可获得更高的分辨率。

六、 方兴未艾

简言之，美国照相侦察卫星是当代最先进的太空侦察兵。它们阵容整齐，品种齐全，性能先进，直观侦察面积大、范围广、速度快、连

[新闻背景]
美国《洛杉矶时报》2001年3月18日报道 美国正在秘密开发新一代侦察卫星，有关这一工程的大部分资料都属于绝密资料。但是分析人士认为这项由美国国家侦察局（NRO）负责的计划将制造一种更适于在外层空间工作的新一代卫星。而且与现有的侦察卫星相比，新卫星体积更小,造价也更低。更可以在黑夜或云雾笼罩的条件下对世界任何地方的军事基地拍照，拍摄的图像分辩率也将增加8到20倍。新一代侦察卫星将成为今后数十年中美国情报机构的最主要技术手段。