當代美國照相偵察衛星揭秘

作者：龐之浩 作者單位：北京空間科技信息研究所 2001年第06期

自1960年美國發射成功世界第一顆照相偵察衛星以來，至今已有四十多年。隨着照相偵察衛星在現代戰爭中的作用日趨明顯，越來越多的國家開始熱衷於發展這種高技術武器。那麼，照相偵察衛星到底有什麼神奇之處呢?現已發展了幾種?最先進的照相偵察衛星是誰研製的?未來的發展趨勢如何?正是讀者關心的問題。

一、 太空神探

照相偵察衛星是利用所攜帶的光學遙感器和微波遙感器拍攝地面一定範圍內的物體來產生高分辨率圖像的衛星。它主要用於戰略情報收集、戰術偵察、軍備控制核查和打擊效果評估等目的，這類衛星的軌道高度一般為幾百千米。它把目標區的圖像信息記錄在膠片或磁記錄器上，然後通過返回式衛星送回地面，或用無線電傳輸方式實時或延時傳回地面。所以，按獲取圖像的方式分類，照相偵察衛星可分為回收型和傳輸型兩種。
與一般的民用對地觀測衛星相比，照相偵察衛星最主要的特點是地面分辨率高，目前最高分辨率可達0.1米。因此，按照相偵察能力分類，它又可為普查型和詳查型兩種，前者主要用於大面積監視目標地區的軍事活動、戰略目標和設施的特徵，以及危機地區和局部地區的戰略偵察包括車輛位置和特徵的偵察；後者主要用於獲取局部地區重要目標詳細特徵信息的戰略和戰術偵察，它可確認和鑑別各種類型的車輛和裝置等。
星上的偵察設備主要有可見光相機、紅外相機、CCD攝像機、多光譜掃描儀和雷達等。其中紅外相機和多光譜掃描儀可使衛星分別具有夜間偵察和識別的能力；若裝有成像雷達，衛星則能進行全天候、全天時偵察。所以，根據星載遙感器的不同，目前的照相偵察衛星又可分為光學照相偵察衛星和雷達照相偵察衛星兩類，它們各有千秋，因而用途不一。
目前，全世界有4個國家發射了照相偵察衛星，其中以美國的照相偵察衛星品種最為齊全，技術最為先進，它包括了上述所有的類型。這些不同功能的照相偵察衛星視角覆蓋全球，可對各種戰略和戰術目標實施全天候、全天時、高分辨率的實時偵察，是收集重要情報的主要來源。

二、 勞苦功高的回收型

美國光學照相偵察衛星有回收型和傳輸型兩種，而雷達照相偵察衛星只有傳輸型。其中，很多項照相偵察衛星計劃，主要用於代替高空偵察機來了解前蘇聯的軍事實力。例如，"科羅納"(CORONA，又叫"日冕")計劃的衛星最初主要目的就是確定前蘇聯正在以多快的速度生產遠程轟炸機和彈道導彈數量以及防空體系(包括截擊機和地空導彈發射場等)的部署情況。不
細心的讀者一定會發現為什麼沒有KH-10。這主要是因為KH-9衛星的成功和後來更先進的KH-11衛星的研製與成功發射使美國取消了KH-10衛星計劃。KH-10又名"載人軌道實驗室"(MOL)，為有人偵察衛星，研製目的是為了完成各種在太空難以執行的任務，但因成本過高於1969年被取消了。
"科羅納"計劃早期被隱匿在公開的"發現者"計劃之中。它的"氬"計劃及"火繩"計劃的衛星(KH-1～6)拍攝的圖像已於1995年解密，原因是美國一些公司期望在冷戰後的世界中尋求新的創收來源；另外俄羅斯已在銷售分辨率達2米的數字化膠片圖像。不過，更高分辨率的KH-7～12衛星圖像依然保密。其中回收型的KH-8、9的地面分辨率為15厘米。
前任美國總統克林頓在1995年的一次講話中提出，KH-1～6衛星為美國第1代光學照像偵察衛星，因為它們都使用差別不大的全景式相機或畫幅式相機，而KH-7以後的衛星所攜帶的遙感器有了質的飛躍，對軍事目標判別有重要意義。
俗稱"大鳥"的KH-9代表了美國光學照相偵察衛星向綜合型偵察衛星發展的趨勢，既能普查，又能詳查。這種衛星在1971～1986年發射了20顆，每顆衛星重1.31～1.34噸，裝有多種遙感器，兼有回收型和傳輸型兩種工作方式。其中4個獨立的膠捲回收艙用於傳送分辨率達0.3米的詳查信息；星上直徑6.1米的展開式天線過頂傳輸普查信息，衛星工作壽命達71～275天。這種將詳查和普查功能的有機結合方式，提高了從空間獲取詳細偵察情報的時效性。KH-9有3種軌道機動方式，即水平機動、垂直機動和迴避機動，其中迴避機動主要用於躲避敵方衛星的襲擊。KH-9是膠片回收型偵察衛星向圖像傳輸型偵察衛星的中間過渡。隨着光電技術、電子技術等發展，傳輸型衛星的分辨率可與回收型衛星相媲美，而且在軌時間很長，能實時傳輸信息，因而被廣泛使用。

三、昔日大腕

1976年12月19日第1顆KH-11衛星發射升空，從而拉開了美國應用圖像傳輸型照像偵察衛星的序幕，它使美國首次獲得了衛星實時偵察能力。
KH-11衛星的先進之處是採用了光電數字成像和
該星剛開始是保密的，但1978年1名美國中央情報局雇員在希臘把1份KH-11系統手冊出賣給了1名克格勃偵探，從而使KH-11的代號首次公布於世。在海灣戰爭中，KH-11也大顯神通。

四、 當今英豪

目前在軌運行的KH-12是1990年2月28日開始發射的，至今已經發射了4顆。它採用了當今最尖端的自適應光學原成像技術製成，可在計算機控制下隨視場環境靈活地改變主透鏡表面曲率，從而有效地補償因大氣造成的畸變影響，使分辨率達到目前頂級水平--0.1米。星上的紅外相機也有較大改進，它不僅是"夜貓子"，而且可發現地面偽裝物、飛機發動機和大煙囪等有熱源的目標。星上的高級"水晶"測量系統(ICMS)可使數據以網格標記傳輸。它還裝有雷達高度計和其它用於測量地形高度的傳感器。除第1顆KH-12運行在800千米外，其它3顆都運行在270～1000千米的軌道上。
KH-12加滿燃料時可重達14～18噸，燃料用完後可由航天飛機進行在軌加注，因而該星的機動變軌能力極強，具有無限制的軌道機動能力。其設計壽命長達8年。
KH-12有四個特點：第一，採用大型CCD多光譜線陣器件和"凝視"成像技術，使衛星在取得高几何分辨率能力的同時還有多光譜成像能力，其先進的紅外相機可提供更優秀的夜間偵察能力。第二，採用鏡面曲率可由計算機控制技術，因而當衛星在高軌道普查或在低軌道詳查時，能快速改變鏡頭焦距，這樣就能在低軌道具有優越的分辨率，在高軌道可獲得寬的幅寬。第三，機動能力強，可滿足現代戰爭的需要。第四，它還可進行電子偵察。可以說，KH-12是當今世界上技術最先進的光學照相偵察衛星。在1999年北約空襲南聯盟的行動中，美國即動用了3顆KH-12。

五、 全能高手

雷達照相偵察衛星可以彌補光學照相偵察衛星不能全天候、全天時進行偵察的不足，並有一定的穿透能力，從而能識別偽裝，發現地下軍事設施。其幅寬也比較大，因此時間分辨率較高，這對全面觀測戰區和偵察全球性軍事動態有重要意義。不過，它的分辨率較光學照相偵察衛星低，而且觀測不到西伯利亞的某些北緯地區。所以，從目前的技術水平來看，兩者結合使用是最佳配置。
世界第1顆雷達照相偵察衛星是美國1988年12月2日發射的名叫"長曲棍球"。現已發射了3顆這種衛星，其中2顆在軌服役。目前只有美國擁有雷達照相偵察衛星。
"長曲棍球"衛星主體呈八稜體，長8米，直徑約4米，一對太陽能電池帆板在軌道上展開後跨度為45.1米，可提供10千瓦以上的電力，這在當今衛星中是最大的，因為這種衛星要向地面發射微波能量，所以需要大量的能量。衛星重15噸，設計壽命8年，運行在傾角57°～68°、高670～703千米的軌道上。
該星的合成孔徑雷達天線呈矩形，長14 .4米，寬3 .6米，由3個平面天線陣組成，每個天線陣含4個長度相等的子陣。雷達的幾何分辨率為0.3～3米，所獲圖像數據通過大型拋物面可跟蹤天線經"跟蹤與數據中繼衛星"傳至白沙地面站，再經過國內通信衛星傳到貝爾沃堡。
它不僅適於跟蹤艦船和裝甲車輛的活動，監視機動或彈道導彈的動向，還能發現偽裝的武器和識別假目標，甚至能穿透乾燥的地表，發現藏在地下數米深處的設施。
據推測，"長曲棍球"還載有用於目標識別的光學遙感器，以供KH-11、12詳細成像之用和核查機動式洲際彈道導彈條約的遵守情況。
另外，1997年10月23日升空的第3顆雷達成像像衛星是改進型"長曲棍球"。它帶有相控陣饋電系統，採用拋物面雷達天線，成像質量有所改善。該星與另1顆星配對工作，因而可以反覆偵察地面目標。
在1991年的海灣戰爭中和波黑戰爭中，"長曲棍球"衛星用於跟蹤伊拉克裝甲部隊行蹤和監視塞族坦克。它還多次用來評估美國巡航導彈對伊拉克和南聯盟的攻擊效果。
另據報道，現在美國正在研製1種新型高分辨率雷達照相偵察衛星，它可能採用平板相控制雷達天線，可獲得更高的分辨率。

六、 方興未艾

簡言之，美國照相偵察衛星是當代最先進的太空偵察兵。它們陣容整齊，品種齊全，性能先進，直觀偵察面積大、範圍廣、速度快、連

[新聞背景]
美國《洛杉磯時報》2001年3月18日報道 美國正在秘密開發新一代偵察衛星，有關這一工程的大部分資料都屬於絕密資料。但是分析人士認為這項由美國國家偵察局（NRO）負責的計劃將製造一種更適於在外層空間工作的新一代衛星。而且與現有的偵察衛星相比，新衛星體積更小,造價也更低。更可以在黑夜或雲霧籠罩的條件下對世界任何地方的軍事基地拍照，拍攝的圖像分辯率也將增加8到20倍。新一代偵察衛星將成為今後數十年中美國情報機構的最主要技術手段。