书城工业月球的新姐妹:卫星(征服太空之路丛书)
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第8章 侦察卫星(2)

“军号”,重6吨,吸收了当今军用航天系统中曾用过的先进电子、天线和数传技术。装有复杂而精细的宽频带相控阵窃听天线,展开后直径约914米,可同时监听上千个地面信号源,包括俄罗斯与核潜艇舰队之间的通信,还携带有高频中继系统,使美军电子侦察能力跃上了新台阶,获得了近似连续信号情报的侦察能力,可在夺取制信息权方面发挥较大作用。

“顾问”与“军号”“水星”一样,也是用于通信侦察的准同步轨道卫星,但“顾问”“军号”由美国空军和中央情报局联合操作,而“水星”由国家侦察局主管。

“命运三女神”是低轨道电子侦察卫星,用于侦察雷达等电子设备的无线电信号。工作时,以3星为一组,组内卫星相互间保持约50千米的距离,这样,用4组便能完成全球连续监视。

美国现还在使用一种第3代电子侦察卫星,名叫“猎户座”,用于24小时不间断侦收亚洲国家的通信信号,以获取政治、军事等信息。其数据比照相侦察的图片潜在价值更高。

与美国相比,俄罗斯电子侦察卫星正日益衰落。由于经济衰退和火箭故障等原因,其“处女地-2”电子侦察卫星只在1998年和2000年各发射了1颗,无法组成星座。其“电子情报型海洋侦察卫星计划”(EO-RSAT)也因军事航天计划的缩减受到冲击。

实战表明,用电子侦察卫星可发现入侵迹象,为决策当局提供预警时间,支援打击重要的军事或政治目标,掌握雷达等电子装备的布防情况;辅助弹道导弹预警工作,评估打击效果和第三国的介入程度,为战略决策提供依据。

为此,美国还拟研制新的电子侦察卫星,主要是发展功能强大的高轨道大型卫星和分辨率非常高、发射灵活的低轨道小卫星星座。卫星轨道越高,地面覆盖就越宽,时效性也越好,但要求侦收机灵敏度更高。

美国正研究的“入侵者”准同步轨道卫星,是美国“集成化过顶信号侦察体系”(IOSA)的组成部分,是利用天基网的发展思路和新的设计观念研制的新一代大型电子侦察卫星,目的是提高电子侦察质量,降低系统成本。它具有多轨道能力,可代替目前的同步轨道和大椭圆轨道卫星,并集通信情报和电子情报于一身。

由于在现代战争中电子战、信息战占据了重要位置,所以电子侦察卫星的应用前景不断扩大,但其有效性也受到加密技术、地下通信网等的挑战。敌方还可采用反卫星武器、配备诱饵设备、提高雷达机动性等措施,来对抗电子侦察卫星。

知识点电子侦察卫星的分类

电子侦察卫星通常运行于300~500千米,甚至1000~1400千米的近圆轨道。电子侦察卫星按侦察任务分为雷达侦察型、无线电通信侦察型和弹道导弹试验侦察型三种;按侦察对象的不同分为雷达情报侦察卫星和通信情报侦察卫星;按用途的不同分为普查型电子侦察卫星和详查型电子侦察卫星;按信号源定位体制的不同分为单星定位制电子侦察卫星和多星定位制电子侦察卫星。

太空上的“哨兵”——导弹预警卫星

人们面对突然来袭的核导弹,除了迅速钻进防空洞之外,更积极有效的措施是在导弹飞行途中进行拦截,将它击落。但是拦截导弹说来容易,做起来难。无论是消极躲避还是积极防御,都要争取一个预警的时间,即从发现导弹来袭到导弹命中目标的时间。为了取得较长的预警时间,世界各国都在研究和制造洲际导弹预警系统。

美国为了对付苏联的洲际导弹,早在20世纪60年代初,就用了5年时间建成了“北美弹道导弹预警系统”。但是,由于地球曲面的阻挡,只有当导弹爬高到250千米高空时,雷达才能探测到目标,预警时间仅15分钟,这对处于一级战备的战略空军和导弹部队,也许还来得及应战,但对全国军队进入临战状态、城市居民疏散隐蔽,显然来不及。

人造卫星上天后不久,人们开始研制导弹预警卫星。20世纪60年代初,美国开始发射预警卫星。这种卫星在人们头上日夜奔忙,监视着不平静的地球。卫星上配置的红外探测器对导弹喷焰非常敏感。它能在千里之遥处“看”导弹的发射,并把核袭击的危险信息及时发回地面防空中心,可以赢得半小时宝贵的预警时间。

大家知道,一切物体只要温度高于绝对零度(即零下273摄氏度),都会辐射肉眼看不见的红外线。当洲际导弹的发动机点火后,由高温气体形成的喷焰将产生强大的红外线辐射。卫星上的红外探测器能在导弹发射后几十秒钟内向地面站报警。不过,早期的预警卫星会把高空云层反射的太阳光当做导弹尾焰的红外辐射,而误认为是一次大规模的核袭击。这样的事情,在美国就发生过,曾造成一时的混乱。

为了消除虚警,人们在预警卫星上同时配上高分辨率远视镜头的电视摄像机,当红外探测器探测到导弹喷焰时,立刻控制电视摄像机自动地拍摄目标区域的图像,于是地面站的电视屏上以每秒1~2帧的速度,显示出导弹喷焰的运动图像。根据喷焰在不同高度上的不同形状,就可判断是否真有导弹来袭,并可粗略地测出导弹主动段的飞行轨迹。

导弹喷焰辐射的红外线波长,主要在2.7微米左右,因此目前卫星上的红外探测器多采用硫化铅探测器阵列。它由约2000个单元器件排列而成,最敏感的波长为2.7微米。当卫星在3.6万千米高的地球同步轨道上运行时,整个红外探测器阵可“看”到地球表面的40%。

1960~1966年,美国先后发射了12颗“米达斯号”试验型预警卫星。1966年底至1970年9月,美国又发射41颗新型预警卫星,作为部署工作型卫星之前的过渡性措施。从1970年11月开始,美国实施综合导弹预警系统计划即“647计划”,在地球静止轨道部署工作型卫星。该系统1972年投入使用时只有2颗卫星,后来又发射多颗卫星进行完善和卫星的更替。一般情况下,该系统由5颗647卫星、2个大型地面站和简化处理站组成,其中3颗卫星工作,2颗备用。工作卫星能在导弹发射后90秒内向地面接收站传送警报信息。分别定位于赤道上空3.6万千米,依次为东经60度、西经0度和西经134度的3颗工作卫星组成的预警网,已观测到美、法等国数以千计的从地面和潜艇上进行的导弹发射。在1991年的海湾战争中,美国爱国者导弹以较高的命中率拦截了伊拉克的飞毛腿导弹,这种预警卫星起了很大作用。