高邊疆之謀｜俄成像偵察衛星：一度落後，現正積極追趕

【編者按】

11月25日，俄羅斯成功發射下一代導彈預警衛星的第五顆衛星，進一步提升導彈預警能力。這是俄繼反衛星試驗後提升軍事航天能力的一個最新動作。

上個月中旬，俄羅斯國防部長紹伊古確認俄羅斯已成功測試反衛星武器。紹伊古強調本次測試中產生的衛星碎片絕不會對人類太空活動構成威脅。美英等西方國家則對於此次俄羅斯反衛星試驗反應強烈。美國國防部稱，“俄羅斯正在開發的反衛星武器或對美國和其他太空大國構成威脅。”

進入新世紀後，俄羅斯經濟開始回覆和加速發展，加上有“政治強人”普京的領導，一度陷入深度衰弱的俄羅斯軍事航天開始重振旗鼓，組建空天軍、持續發射新軍用衛星、研製反衛星武器……從軍隊編制、裝備、航天工業等層面，多管齊下提升軍事航天能力。《高邊疆之謀》專題本期走進俄羅斯軍事航天，透過系列文章嘗試解析重振旗鼓的俄羅斯軍事航天。

“宇宙”-2551衛星是一種小型光學成像偵察衛星。今年10月20日，一顆俄羅斯衛星在美國東北部和加拿大東南部上方的大氣層中燒燬。

該衛星的俄羅斯編號是宇宙-2551，在今年9月9日送入太空，發射一個多月就再入大氣層燒燬，引發了航天界的關注。

分析認為，“宇宙”-2551衛星是俄羅斯“小型高解析度航天器”專案的產物，具有重量輕、解析度高的特點，全色模式下的最高解析度為0。9米。該專案是俄羅斯提高成像偵察能力的重要舉措，但發射不久後即失效，這也是俄羅斯成像偵察能力掙扎中發展的一個縮影。

重要的“角色”

1959年2月28日，美國發射了世界上首顆偵察衛星——“發現者”-1號，3年後，1962年4月26日，蘇聯的首顆偵察衛星“天頂”-1號被送入太空，拉開蘇聯軍事航天的序幕。“天頂”-1號是一種返回式光學成像偵察衛星，外觀與蘇聯第一代載人飛船“東方”號相似，重約4。75噸，工作壽命3天，然後帶著膠捲返回地球。“天頂”系列衛星共有4種主要型號，先後發射了645顆。

此後，蘇聯研製了“琥珀”系列光學成像偵察衛星。在“琥珀”系列中，既有返回式成像偵察衛星，也有傳輸型成像偵察衛星，壽命和解析度都有明顯提高。返回式偵察衛星解析度雖然比較高，但也有自己的缺點，一是攜帶的膠捲供應有限，導致衛星的壽命有限，第二個是無法及時向地面傳回影象，只有等膠捲返回地面回收後才能對情報進行判讀，時效性弱。因此，從上世紀70年代起，隨著數字傳輸型成像偵察衛星的發展，一些軍事航天強國的返回式偵察衛星逐步退出歷史舞臺。

“琥珀”系列偵察衛星在2015年之前是俄羅斯偵察的主力。最早發射數字傳輸型光學成像偵察衛星的是美國，蘇聯緊隨其後，在1982年發射了首顆數字傳輸型光學成像偵察衛星——“琥珀”-4KS1，可能是技術成熟度不高，直到蘇聯解體，仍持續發射返回式偵察衛星。蘇聯解體後，經濟困難的俄羅斯在1990年代部署過“阿拉克斯”數字傳輸型光學成像偵察衛星，但由於囊中羞澀，該型衛星發射兩顆後停止部署。從2004年起，俄羅斯基本依靠每年發射1-2顆“琥珀”-M系列返回式衛星維持天基偵察能力，偵察影象從膠捲返回到交付使用至少需要1個月時間。“琥珀”-M最後一次發射部署是2015年6月5日，現已退役。這在航天大國或強國中都是比較罕見的現象，足見2015年之前俄天基偵察能力發展的窘迫。

由於數字傳輸型偵察衛星是發展趨勢，所以即使經濟困難，俄羅斯還是在上世紀90年代末期啟動了“角色”數字傳輸型偵察衛星的研製工作。衛星由進步中央特種設計局承擔，採用“資源”DK1衛星平臺，長約7米，質量約5噸-7噸，工作在高度約750千米的太陽同步軌道，設計壽命約7年。該衛星採用了與“阿拉克斯”衛星類似的光學系統，光學系統的主鏡直徑約為1。5米，焦距27米左右，最高解析度0。3米，是俄羅斯目前解析度最高的數字傳輸型成像衛星。

“獵豹”-M測繪衛星。“角色”系列衛星共發射了3顆，但工作狀況並不理想。“角色”-1衛星（編號“宇宙”-2441）2008年入軌，但不久之後就由於空間輻射造成電路故障，整星失效。“角色”-2衛星（編號“宇宙”-2486，據稱衛星進行了改進，提高了可靠性）於2013年6月7日發射入軌，但不久後出現星上儲存器故障，有一半儲存器失效，2014年8月上傳新的軟體修復儲存缺陷，衛星開始重新工作，目前仍在工作。“角色”-3衛星（編號“宇宙”-2506）在2015年6月23日發射升空，至今仍在工作正常。“角色”衛星由“聯盟”-2。1b運載火箭發射，該火箭最大運載能力約7。4噸。

隨著微小衛星技術的發展，現在一些低軌道小型遙感衛星解析度越來越高，亞米級的衛星重量可以做到500千克以下甚至幾十千克，完全可以滿足詳細偵察的要求，而且成本還不高。以美國Planet公司的“天空衛星”系列為例，該衛星重量約100千克，全色波段最高解析度可達0。8米，可以用商業小型火箭“一箭多星”發射，與那些動輒幾億或者十幾億美元造價的大型偵察衛星相比，其成本只要幾百萬美元。

在這種背景下，俄羅斯也加強了微小衛星的發展。此次再入大氣層燒燬的“宇宙”-2551衛星就是俄羅斯微小衛星發展的最新成果。該衛星是“小型高解析度航天器”專案的產物，衛星由俄機電研究所（VNIIEM）研製，重約250千克，主載荷包括1臺高分成像儀、2臺寬視場成像儀，配備單組元肼推力器，三軸穩定，設計壽命大於5年，可用於高分全色和多光譜成像，具備影片拍攝和立體成像能力，最高解析度0。9米，滿足軍用領域大部分詳查的需求。由於該衛星並未獲得完全成功，俄羅斯未來應該還會繼續發射同類型衛星，提升偵察能力。

除了“角色”衛星，俄羅斯從2015年起還開始部署了名為“獵豹”-M的數字傳輸型測繪衛星，衛星執行在太陽同步軌道上，具備全球高時效性軍用地圖測繪能力。在軍事介入敘利亞局勢中，俄羅斯“口徑”、Kh-555、Kh-101等遠端巡航導彈能夠精確打擊目標，就是得益於測繪衛星提供的地形資訊。“獵豹”-M衛星由進步火箭航天中心研製，配備了高解析度相機，解析度約1。2米。2015年2月，首顆“獵豹”-M1衛星（編號“宇宙”-2503）被送入太空，2016年3月24日成功第二顆“獵豹”衛星—— “獵豹”-M2衛星成功發射。第三顆“獵豹”衛星原計劃在今年發射，但目前還未有發射的訊息。

“資源-P衛星的遙感資訊也可以用於軍用。在民用遙感衛星方面，俄羅斯發射了多顆“資源”-P遙感衛星，該衛星據分析是“角色”衛星的民用型號，因此其必要時候也可以支援軍事行動。根據俄羅斯媒體報道，在軍事介入敘利亞行動中，俄羅斯動用了民用衛星，可能就包括“資源”-P遙感衛星。2016年，俄羅斯第三顆“資源－P”地球遙感衛星重5。92噸，由俄“進步－中央特種設計局”研製，最高解析度可達1米左右，這顆“資源－Ｐ”地球遙感衛星將補充俄羅斯民用遙感衛星群。衛星群與地面接收站形成一套整體的觀測系統，顯著提高了遙感裝置的觀測效率。

差強人意的“禿鷹”

成像偵察衛星一般包括光學成像和雷達成像兩種，光學偵察衛星一般配備了可見光相機等光學偵察裝置，解析度較高，但受光照、氣象條件等因素的影響，全天候偵察能力不足，而雷達偵察衛星通常配備了合成孔徑雷達，基本不受氣象條件的影響，可全天候偵察，而且還可以識別偽裝目標，缺點是解析度普遍低於光學偵察衛星。這兩種衛星可以相互配合，優勢互補。因此，不少大國都會發射兩種型別的成像偵察衛星，俄羅斯也不例外，在發展光學成像偵察衛星同時，也在積極部署雷達偵察衛星。

“禿鷹”雷達偵察衛星的表現差強人意。蘇聯時期曾發展了用於監視水面目標的雷達偵察衛星。冷戰結束後，俄羅斯開始研發用於對地偵察的雷達成像偵察衛星——“禿鷹”（Kondor）。“禿鷹”衛星由機械製造科研生產力聯合體公司研製，重約1。15噸，採用S頻段拋物面天線，具有聚束、條帶、掃描三種合成孔徑雷達（SAR）成像模式，最高解析度約1米 。

然而，“禿鷹”衛星發展並不順利，故障頻發。“禿鷹”-1（編號“宇宙”-2487）在2013年6月發射，壽命3-5年，但“禿鷹”-1衛星雷達在2015年9月出現故障，後停止工作。“禿鷹”-E1是出口型號，南非購買了一顆，衛星在2014年12月19日發射入軌，但後來在軌道上出現異常，經檢修才恢復工作。

結語

雖然俄羅斯近幾年積極謀求提升天基成像偵察能力，但有多顆衛星發射出現異常，暴露出其新型偵察衛星可靠性較低的問題。以出口南非的“禿鷹”-E1衛星為例，有分析認為，該衛星的異常與俄羅斯為埃及研製的埃及衛星-2（EgyptSat-2）失效相關，後者於2014年4月12日發生星上計算機故障，導致衛星失效。據分析，俄羅斯衛星在軌故障大多由於電子器件可靠性差導致，如果未來不加以解決，成像偵察能力不足仍會持續困擾空天軍。

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