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2010年12月2日法国国防部宣布,在11月30日与阿斯特留姆卫星公司和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司签订合同,订购了两颗价值11亿美元的新型高分辨率光学成像侦察卫星——“多国天基成像系统”,合同还包括一份建造第三颗卫星的选择项。这两颗新型高分辨率光学成像侦察卫星用于在2016年年底接替法国目前在轨服役的太阳神-2A、2B侦察卫星,并且具有更高的空间分辨率和时间分辨率,但具体参数和卫星名称没说。此前曾有报道称,法国正在研发第三代“太阳神”侦察卫星,其可见光遥感器分辨率将达到0.1米,同时装载了红外遥感器。
摆脱美国
长期以来,欧洲在军事航天系统发展方面非常缓慢,缺少独立、有效地获取所需战略和战术信息及战场动态的军事航天系统,也无法在地球上跨度较大的区域内进行有效的作战指挥,从而形成了欧洲在局部作战,如在维和任务中,尤其是在航天领域,严重依赖于美国的局面。
1999年爆发的科索沃战争使欧洲军界开始觉醒。在这场战争中,所有欧洲部队主要依靠美国侦察卫星所提供的情报实施作战计划,使欧洲处于被动局面,这充分说明信息就是力量,没有信息就没有力量。痛定思痛,为了在军事航天上大大减少对美国的依赖,欧洲近些年来积极发展侦察卫星,加速建立欧洲自己的军事航天体系,以增强自身的防御能力,尤其是法国在光学成像侦察卫星方面异军突起,已先后研制和发射了两代光学成像侦察卫星。2010年7月,法国国防部还成立了一个新的太空联合司令部。
从民转军
法国很早就与西班牙和意大利合作,利用其斯波特-4民用遥感卫星平台研制光学成像侦察卫星,并于1995年7月7日发射了欧洲首颗光学成像侦察卫星太阳神-1A。它是欧洲用了10年时间研制的首颗第一代“太阳神”光学成像侦察卫星,用于为欧洲提供独立于美国的航天侦察能力。该卫星重2.5吨,运行在倾角99度、高度850千米的太阳同步轨道,设计寿命5年,是数字成像侦察存储转发型卫星,星上两台磁带记录仪的总存储容量为120吉比特。
由于太阳神-1A的运行轨道远远高于美、俄侦察卫星300~400千米的轨道,故其分辨率只有1米。其实,只要增加推进剂,引入变轨技术,从而降低卫星的轨道高度,太阳神-1A的分辨率能进一步提高。
大同小异
1999年12月3日,第二颗第一代“太阳神”——太阳神-1B顺利升空,并在发射后第二天就传回了所拍摄的首批图像。第一代“太阳神”的研制都是以法国为主,即法国投资占总额的79%,意大利和西班牙分别占14%和7%,总投资为10.7亿美元。
两颗第一代“太阳神”基本相同,只是太阳神-1B上增加了静态大容量存储器以弥补太阳神-1A两台磁带记录仪的不足。这种大容量存储器允许卫星在飞经其三个地面站之一时按照地面控制人员所选择的任意顺序下载卫星图像,而磁带记录仪只能以卫星拍摄顺序下载图像。这两颗卫星在轨道上协同工作,可将重访周期即卫星两次飞越某一感兴趣地区的时间间隔由48小时缩短为24小时。
战场发威
第一代“太阳神”主要提供战损评估的信息。它所拍摄的照片还用于帮助北约对难民的数量进行比较精确的估算。其信息一般是先送到西班牙情报分析中心进行测定和分析,然后传给北约盟军最高司令部与北约各国共享。
在科索沃冲突中,第一代“太阳神”卫星首次作为一种实战工具,被成功地用于空袭计划制定和轰炸效果分析以及难民营和塞族部队集结地位置确定等。这在很大程度上应归功于1998年投入使用的一种既可空运亦可陆运的战术性移动式卫星图像接收站,它使得战区内的野战指挥官坐在如同小型公共汽车大小的活动机房内就能在“太阳神”卫星过顶时直接接收到卫星图像。此外,一些前方空军基地和“福煦”号航空母舰也装备有独立的图像接收设备。尽管科索沃战区经常被阴云所笼罩,该卫星还是能每天至少送回一次有价值的图像数据。据法国国防部长说,在科索沃冲突中,“太阳神”卫星所提供的图像占欧洲各国所搜集之侦察数据的3/4。
存在软肋
由于仅装有可见光遥感器,第一代“太阳神”卫星无法穿透黑夜和浓云,而且对南斯拉夫塞族人布设的假目标也一筹莫展。南斯拉夫塞族人利用他们的聪明才智建造了许多逼真的假桥梁、塑料坦克和其他东西以假乱真,转移北约的注意力。要想对付这种战术,就必须拥有多种观测手段——卫星、飞机、无人侦察机和地面侦察人员,单靠其中任何一种手段都难以奏效。
虽然欧洲的两颗第一代“太阳神”在近年局部战争中都发挥过一定作用,但与美国的光学成像侦察卫星相比仍有较大差距,为此,欧洲又研制了两颗第二代“太阳神”,总耗资30亿美元,其中法国占95%、比利时占2.5%、西班牙占2.5%。刚开始,意大利没有参加,原因是该卫星过于受法国军方控制。后来,意大利和希腊也参加进来,也是分别投入了2.5%的资金。
现役天兵
目前在轨服役的光学成像侦察卫星是第二代“太阳神”。2004年12月18日,首颗第二代“太阳神”——太阳神-2A由阿里安-5火箭发射。该卫星采用斯波特-5卫星平台,质量4.2吨,主承包商为欧洲阿斯特留姆公司,欧洲泰雷兹-阿莱尼亚航天公司负责研制星上高分辨率相机。该星能对监测对象进行精确拍照,然后传回位于法国瓦兹省的基地加以研究、储存,有些还做成3D图像,最后提供给总参谋部、情报部门以及特种部队等军方用户。它可拍摄到作战所需的图像,为“阵风”战斗机提供数据支持,并支持目标定位、制导以及信息化作战系统的运行。第二代“太阳神”的地面设备与第一代“太阳神”的兼容。
太阳神-2A功耗3千瓦,每天绕地球14圈,拍摄100幅图片,并且用×和S波段传输图像数据,设计寿命5年,分辨率提高到0.5米。除了装有分辨率达0.5米的全色CCD相机外,太阳神-2A卫星还装有一台分辨率很高的红外相机和一台中分辨率的宽视场全色CCD相机:前者用来为欧洲军事计划制定人员提供第一代“太阳神”所不具备的昼夜侦察能力,后者与斯波特-5民用卫星上用的型号相同,可提供5米分辨率、60千米幅宽全色图像。此外,卫星装有固态数据记录仪和用以改进数据处理、提高存取速度及增强与其他成像系统相互工作能力的有关硬件。由于增加了红外相机,使卫星具备昼夜侦察、伪装识别、导弹发射监视和核爆炸探测的能力;同时它也支持目标定位、制导、任务计划和战斗损伤评估。有了两代“太阳神”卫星,法国就可以证实美国提供的卫星图像的真伪。
2009年12月18日,一枚阿里安-5 火箭把价值约10亿美元的太阳神-2B光学成像侦察卫星送入高681千米的太阳同步轨道,以加强空中监测能力,每日监视全球状况。它与太阳神-2A卫星属于同一代,由法国、比利时、西班牙等共同出资,法国国防部官员称,法国在科索沃、黎巴嫩、阿富汗、乍得和达尔富尔等军事行动证明了“太阳神”卫星的价值。“太阳神”卫星被视为国防系统的眼睛,可用于绘制战场地图,监视恐怖主义威胁,强化裁军与不扩散条约。
未来前景
法国、西班牙和比利时三国已把“太阳神”卫星系统推广到其他的欧盟国家以及欧盟本身。德国、意大利发展的雷达成像侦察卫星与第二代“太阳神”光学成像侦察卫星基本兼容,所以第二代“太阳神”卫星的光学数据可与已发射的德国“合成孔径雷达-放大镜”雷达成像侦察卫星和意大利“宇宙-地中海”军民两用雷达卫星交换数据,这相当于使上述国家具备高分辨率、全天时、全天候天基侦察能力。这些国家目前正在尝试加强军事航天合作,联合打造多国天基成像系统,以整合欧洲天基光学、红外与雷达能力,建造一个通用军事卫星侦察系统网络。
法国军界曾希望在2014年或2015年发射第二代太阳神-2的后继星——“多国天基成像系统”,以确保侦察覆盖不出现缝隙。但太阳神-2A、2B卫星性能良好,而且在2011年还将发射两颗“昴宿星”军民两用光学成像卫星,所以2010年11月30日与阿斯特留姆卫星公司和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司订购的两颗新型高分辨率光学成像侦察卫星将于2016年12月才开始先后发射。
阿斯特留姆公司是“多国天基成像系统”高分辨率光学成像侦察卫星的主承包商,负责卫星平台和电子设备,并集成测试。这两颗新型卫星采用天体卫星-1000平台。泰雷兹-阿莱尼亚航天公司负责高分辨率光相机。法国国防采办局官员透露,两颗“多国天基成像系统”总成本(算上发射费)不会高于两颗太阳神-2卫星的一半。
“多国天基成像系统”计划由法国领导,参与者包括比利时、德国、希腊、意大利和西班牙。另外,德国和意大利将建造取代老化的“合成孔径雷达-放大镜”和“宇宙-地中海”的雷达成像侦察卫星。欧洲未来新的成像侦察卫星星座将包括10颗卫星,该星座具备极大改进的光学、红外、雷达能力,以及下一代卫星的特征,如可探测地下目标的超光谱传感器。
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光学成像侦察卫星的分辨率
光学成像侦察卫星的分辨率是与卫星的运行轨道、星上侦察设备的能力等相关的。轨道越高,分辨率就越低,所以侦察卫星可采用临时性降低轨道高度的方法来取得短期的高分辨率图像,以满足特殊需要。另外,卫星相机的焦距越大,分辨率也越高。在实际应用中,也并不是分辨率越高越好。有时,太高的分辨率反而造成一叶遮目、只见树木不见森林的危险。为此,人们根据发现、识别、确认和详细描述侦察目标这4个档次来要求分辨率。如发现坦克所需的分辨率为3米;识别坦克的分辨率应为1米;确认坦克的地面分辨率应为0.6米;评判坦克的分辨率应为0.2米。由此可见,光学成像侦察卫星的分辨率是对应某种条件下的分辨率。
摆脱美国
长期以来,欧洲在军事航天系统发展方面非常缓慢,缺少独立、有效地获取所需战略和战术信息及战场动态的军事航天系统,也无法在地球上跨度较大的区域内进行有效的作战指挥,从而形成了欧洲在局部作战,如在维和任务中,尤其是在航天领域,严重依赖于美国的局面。
1999年爆发的科索沃战争使欧洲军界开始觉醒。在这场战争中,所有欧洲部队主要依靠美国侦察卫星所提供的情报实施作战计划,使欧洲处于被动局面,这充分说明信息就是力量,没有信息就没有力量。痛定思痛,为了在军事航天上大大减少对美国的依赖,欧洲近些年来积极发展侦察卫星,加速建立欧洲自己的军事航天体系,以增强自身的防御能力,尤其是法国在光学成像侦察卫星方面异军突起,已先后研制和发射了两代光学成像侦察卫星。2010年7月,法国国防部还成立了一个新的太空联合司令部。
从民转军
法国很早就与西班牙和意大利合作,利用其斯波特-4民用遥感卫星平台研制光学成像侦察卫星,并于1995年7月7日发射了欧洲首颗光学成像侦察卫星太阳神-1A。它是欧洲用了10年时间研制的首颗第一代“太阳神”光学成像侦察卫星,用于为欧洲提供独立于美国的航天侦察能力。该卫星重2.5吨,运行在倾角99度、高度850千米的太阳同步轨道,设计寿命5年,是数字成像侦察存储转发型卫星,星上两台磁带记录仪的总存储容量为120吉比特。
由于太阳神-1A的运行轨道远远高于美、俄侦察卫星300~400千米的轨道,故其分辨率只有1米。其实,只要增加推进剂,引入变轨技术,从而降低卫星的轨道高度,太阳神-1A的分辨率能进一步提高。
大同小异
1999年12月3日,第二颗第一代“太阳神”——太阳神-1B顺利升空,并在发射后第二天就传回了所拍摄的首批图像。第一代“太阳神”的研制都是以法国为主,即法国投资占总额的79%,意大利和西班牙分别占14%和7%,总投资为10.7亿美元。
两颗第一代“太阳神”基本相同,只是太阳神-1B上增加了静态大容量存储器以弥补太阳神-1A两台磁带记录仪的不足。这种大容量存储器允许卫星在飞经其三个地面站之一时按照地面控制人员所选择的任意顺序下载卫星图像,而磁带记录仪只能以卫星拍摄顺序下载图像。这两颗卫星在轨道上协同工作,可将重访周期即卫星两次飞越某一感兴趣地区的时间间隔由48小时缩短为24小时。
战场发威
第一代“太阳神”主要提供战损评估的信息。它所拍摄的照片还用于帮助北约对难民的数量进行比较精确的估算。其信息一般是先送到西班牙情报分析中心进行测定和分析,然后传给北约盟军最高司令部与北约各国共享。
在科索沃冲突中,第一代“太阳神”卫星首次作为一种实战工具,被成功地用于空袭计划制定和轰炸效果分析以及难民营和塞族部队集结地位置确定等。这在很大程度上应归功于1998年投入使用的一种既可空运亦可陆运的战术性移动式卫星图像接收站,它使得战区内的野战指挥官坐在如同小型公共汽车大小的活动机房内就能在“太阳神”卫星过顶时直接接收到卫星图像。此外,一些前方空军基地和“福煦”号航空母舰也装备有独立的图像接收设备。尽管科索沃战区经常被阴云所笼罩,该卫星还是能每天至少送回一次有价值的图像数据。据法国国防部长说,在科索沃冲突中,“太阳神”卫星所提供的图像占欧洲各国所搜集之侦察数据的3/4。
存在软肋
由于仅装有可见光遥感器,第一代“太阳神”卫星无法穿透黑夜和浓云,而且对南斯拉夫塞族人布设的假目标也一筹莫展。南斯拉夫塞族人利用他们的聪明才智建造了许多逼真的假桥梁、塑料坦克和其他东西以假乱真,转移北约的注意力。要想对付这种战术,就必须拥有多种观测手段——卫星、飞机、无人侦察机和地面侦察人员,单靠其中任何一种手段都难以奏效。
虽然欧洲的两颗第一代“太阳神”在近年局部战争中都发挥过一定作用,但与美国的光学成像侦察卫星相比仍有较大差距,为此,欧洲又研制了两颗第二代“太阳神”,总耗资30亿美元,其中法国占95%、比利时占2.5%、西班牙占2.5%。刚开始,意大利没有参加,原因是该卫星过于受法国军方控制。后来,意大利和希腊也参加进来,也是分别投入了2.5%的资金。
现役天兵
目前在轨服役的光学成像侦察卫星是第二代“太阳神”。2004年12月18日,首颗第二代“太阳神”——太阳神-2A由阿里安-5火箭发射。该卫星采用斯波特-5卫星平台,质量4.2吨,主承包商为欧洲阿斯特留姆公司,欧洲泰雷兹-阿莱尼亚航天公司负责研制星上高分辨率相机。该星能对监测对象进行精确拍照,然后传回位于法国瓦兹省的基地加以研究、储存,有些还做成3D图像,最后提供给总参谋部、情报部门以及特种部队等军方用户。它可拍摄到作战所需的图像,为“阵风”战斗机提供数据支持,并支持目标定位、制导以及信息化作战系统的运行。第二代“太阳神”的地面设备与第一代“太阳神”的兼容。
太阳神-2A功耗3千瓦,每天绕地球14圈,拍摄100幅图片,并且用×和S波段传输图像数据,设计寿命5年,分辨率提高到0.5米。除了装有分辨率达0.5米的全色CCD相机外,太阳神-2A卫星还装有一台分辨率很高的红外相机和一台中分辨率的宽视场全色CCD相机:前者用来为欧洲军事计划制定人员提供第一代“太阳神”所不具备的昼夜侦察能力,后者与斯波特-5民用卫星上用的型号相同,可提供5米分辨率、60千米幅宽全色图像。此外,卫星装有固态数据记录仪和用以改进数据处理、提高存取速度及增强与其他成像系统相互工作能力的有关硬件。由于增加了红外相机,使卫星具备昼夜侦察、伪装识别、导弹发射监视和核爆炸探测的能力;同时它也支持目标定位、制导、任务计划和战斗损伤评估。有了两代“太阳神”卫星,法国就可以证实美国提供的卫星图像的真伪。
2009年12月18日,一枚阿里安-5 火箭把价值约10亿美元的太阳神-2B光学成像侦察卫星送入高681千米的太阳同步轨道,以加强空中监测能力,每日监视全球状况。它与太阳神-2A卫星属于同一代,由法国、比利时、西班牙等共同出资,法国国防部官员称,法国在科索沃、黎巴嫩、阿富汗、乍得和达尔富尔等军事行动证明了“太阳神”卫星的价值。“太阳神”卫星被视为国防系统的眼睛,可用于绘制战场地图,监视恐怖主义威胁,强化裁军与不扩散条约。
未来前景
法国、西班牙和比利时三国已把“太阳神”卫星系统推广到其他的欧盟国家以及欧盟本身。德国、意大利发展的雷达成像侦察卫星与第二代“太阳神”光学成像侦察卫星基本兼容,所以第二代“太阳神”卫星的光学数据可与已发射的德国“合成孔径雷达-放大镜”雷达成像侦察卫星和意大利“宇宙-地中海”军民两用雷达卫星交换数据,这相当于使上述国家具备高分辨率、全天时、全天候天基侦察能力。这些国家目前正在尝试加强军事航天合作,联合打造多国天基成像系统,以整合欧洲天基光学、红外与雷达能力,建造一个通用军事卫星侦察系统网络。
法国军界曾希望在2014年或2015年发射第二代太阳神-2的后继星——“多国天基成像系统”,以确保侦察覆盖不出现缝隙。但太阳神-2A、2B卫星性能良好,而且在2011年还将发射两颗“昴宿星”军民两用光学成像卫星,所以2010年11月30日与阿斯特留姆卫星公司和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司订购的两颗新型高分辨率光学成像侦察卫星将于2016年12月才开始先后发射。
阿斯特留姆公司是“多国天基成像系统”高分辨率光学成像侦察卫星的主承包商,负责卫星平台和电子设备,并集成测试。这两颗新型卫星采用天体卫星-1000平台。泰雷兹-阿莱尼亚航天公司负责高分辨率光相机。法国国防采办局官员透露,两颗“多国天基成像系统”总成本(算上发射费)不会高于两颗太阳神-2卫星的一半。
“多国天基成像系统”计划由法国领导,参与者包括比利时、德国、希腊、意大利和西班牙。另外,德国和意大利将建造取代老化的“合成孔径雷达-放大镜”和“宇宙-地中海”的雷达成像侦察卫星。欧洲未来新的成像侦察卫星星座将包括10颗卫星,该星座具备极大改进的光学、红外、雷达能力,以及下一代卫星的特征,如可探测地下目标的超光谱传感器。
相关链接
光学成像侦察卫星的分辨率
光学成像侦察卫星的分辨率是与卫星的运行轨道、星上侦察设备的能力等相关的。轨道越高,分辨率就越低,所以侦察卫星可采用临时性降低轨道高度的方法来取得短期的高分辨率图像,以满足特殊需要。另外,卫星相机的焦距越大,分辨率也越高。在实际应用中,也并不是分辨率越高越好。有时,太高的分辨率反而造成一叶遮目、只见树木不见森林的危险。为此,人们根据发现、识别、确认和详细描述侦察目标这4个档次来要求分辨率。如发现坦克所需的分辨率为3米;识别坦克的分辨率应为1米;确认坦克的地面分辨率应为0.6米;评判坦克的分辨率应为0.2米。由此可见,光学成像侦察卫星的分辨率是对应某种条件下的分辨率。