专家:印侦察卫星寓军于民,性能达到世界领先水平

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11月7日,印度空间研究组织(ISRO)成功发射一颗名为RISAT-2BR2的雷达遥感卫星,强化太空侦察和监视能力。

印度的大国情结由来已久。开国总理尼赫鲁在《印度的发现》中指出,“印度是不能在世界上扮演二等角色的,要么做有声有色的大国,要么就销声匿迹”。

在太空时代,想要成为“有声有色”的大国,显然必须在这一领域有所作为。

首次反卫星试验、首次举行太空军事演习、连续发射最新军民两用高分辨率遥感卫星……这两年,印度军事航天“狂飙突进”,在美国组建“天军”之后,印度也加速组建自己的“天军”。《高边疆之谋》专题本期走进印度军事航天,通过系列文章尝试解析印度军事航天“狂飙突进”的动因、现役太空力量和组织架构变化。

此次发射的雷达遥感卫星最高分辨率达到0.35米,而美国先进的雷达侦察卫星最高分辨率为0.15米,可见印度的雷达遥感卫星已经达到了世界先进行列。印度现已成为世界航天遥感大国,其发射的遥感卫星不但为本国军方提供情报,还向国外出售遥感卫星数据。

第一颗国产卫星就进行遥感试验

联合国空间委员会曾经指出,开发空间技术是发展中国家接近和赶上发达国家的捷径。印度很早就注意到了这一点,并在发展中国家里率先发展遥感卫星工业,以带动其他行业的发展。

为了加强地球资源的勘察、开发与管理,印度于1975年用苏联火箭发射了第一颗国产卫星“阿里亚哈塔”(Aryabhata)。星上大部分部件是进口的,只装有2台印度制造的电视摄像机和特高频微波辐射计,并在印度上空进行了遥感试验。在“阿里亚哈塔”卫星的基础上,印度于1979和1981年先后发射了“巴斯卡拉” -1和“巴斯卡拉” -2 (Bhaskara-1/2)。前者是印度第一颗试验型观测卫星,采用苏联技术;后者比前者的设备更完善,载有2台可见光与红外电视摄像机(分辨率为1千米)和2台无源微波辐射计。

印度首颗国产卫星“阿里亚哈塔”(Aryabhata)模型。

为了独立发展空间遥感技术,印度空间研究组织从1978年起开始制定“印度遥感卫星”计划,并在1982年得到了印度政府的批准。1988年3月17日,印度第一代国产实用遥感卫星首星——“印度遥感卫星-1A”发射成功。该星重975千克,运行在904千米的太阳同步轨道上,最高分辨率36.25米,之后印度又在1991年发射了“遥感卫星”-1B,这两颗卫星的运行表明印度已具有了实用型的卫星遥感系统。

1995年12月,俄罗斯“闪电”号火箭发射印度第二代遥感卫星“印度遥感卫星”-1C,卫星的单谱段全色相机空间分辨率为5.8米,印度第二代遥感卫星具有空间及光谱分辨率高、光谱覆盖范围宽、重访频率高等优点,能立体观测成像以及有在轨记录能力等特点。此后,印度主要研制分辨率较高的“制图卫星”系列。

军民两用的“制图卫星”

2005年5月,印度“制图卫星”-1(CartoSat-1,也叫“印度遥感卫星”-P5)升空。它是印度首颗具备立体成像能力的卫星,使其遥感卫星进入了一个新阶段,提高了绘制地图的精确性,对印度的制图和城镇规划具有重要意义。它的设计使用寿命至少5年,重量为1.5吨,装有2台全色照相机,分辨率2.5米,幅宽为30千米,可提供生成数字地形模型(DTM)/数字高程模型(DEM)的立体像对。它还能准确及时地监视印周边国家的导弹试验及发射情况并可提供清晰的图像。

2007年1月,印度“制图卫星”-2升空。该卫星质量为650千克,载有1台分辨率优于1米的全色相机,幅宽为9.6千米。它还是一颗对大气、海洋及气候观测的综合卫星,装有高度计、微波辐射计和散射计、热红外辐射计等,对全球大气及海洋环境进行综合观测。

“制图卫星”-1/2都属于军民两用的卫星,虽然与2008年4月发射的印度“制图卫星”-2A与“制图卫星”-2性能一样,但它是为印度军方单独定制的,可使印度有能力对邻国所有的核试爆地点、导弹发射井位置以及部队的集结进行密切监视,如监视边境的兵力部署、中巴导弹活动情况。该卫星重访周期为4天,但通过适当的轨道机动可将重复访问周期提高到1天。它具有很灵活的机动作战能力,一旦需要随时可以变轨,从不同高度和角度,对一些重要目标实施纵深拍照,包括导弹阵地和机场等目标。“制图卫星”-2A上装有1台先进的全色照相机,分辨率约为0.7~1米,幅宽约为9.6千米,并具有45°斜视能力,可以满足军方和情报系统的需求。该卫星采用了若干新技术,如相机单轴双镜,基于电光结构的碳纤维增强塑料,轻质、大尺寸镜片,JPEG如数据压缩,先进的固态存储器,高能恒星敏感器,等等。

“制图卫星”系列光学遥感卫星已经发展了多代,性能不能提高。

2010年7月12日,印度“制图卫星”-2B升空。该卫星质量为694千克,携带1台高分辨率全色相机,分辨率达0.8米,幅宽9千米,运行在高637千米、倾角98.1°的极轨轨道,可用于军事目的。

2016年6月22日,印度成功发射“制图卫星”-2C。该卫星质量727.5千克,功率986瓦,采用高500千米、倾角97.5°的近圆太阳同步轨道。该卫星比之前发射的“制图卫星”-2/2A/ 2B从技术指标上有了较大进步,使印度光学成像能力进一步增强。“制图卫星”-2/2A/ 2B无多光谱成像能力,而“制图卫星”-2C星上携带了全色和多光谱相机,全色分辨率0.65米,多光谱分辨率2米。印度媒体此前报道称,“制图卫星”-2C协助印度陆军完成了对恐怖分子“外科手术式”的打击。

2017年2月15日和6月23日,印度成功发射“制图卫星”-2D和“制图卫星”-2E。它们与2016年发射的“制图卫星”-2C同属二代改进型,发射质量均为727.5千克,采用高500千米、倾角97.5°的近圆太阳同步轨道,星上携带了全色和多光谱相机,全色分辨率0.65米,4通道多光谱分辨率2米,幅宽10千米。这两颗卫星直接由印度国防部负责运行,显著增强了军事侦察和民用应用,可为印度军事和政府用户提供快速任务指派和重访能力。

2018年,印度继续完善天基对地观测系统,在当年1月成功发射了该系列的第七颗卫星——“制图卫星”-2F。它与“制图卫星”-2C/2D/2E卫星性能指标基本相同,卫星发射质量约710千克,星上携带了全色和多光谱相机,全色分辨率0.65米,4通道多光谱分辨率2米,幅宽10米。目前,印度正在部署下一代光学遥感卫星——“制图卫星”-3系列,去年11月发射的 “制图卫星”-3是其首颗卫星。

“制图卫星”-3已经发射了3颗。

侦察卫星亮相

除了研制和发射军民两用的“制图卫星”系列光学遥感卫星,印度还研制了专门的侦察卫星,以期成为亚洲军事航天大国。1999年夏季,印巴两国在克什米尔地区爆发的大规模武装冲突后,印度军方在事后检讨时认为,由于缺乏侦察卫星监视,巴基斯坦武装分子得以秘密地将部队调入边境山区,使印方对战事缺乏准备,措手不及。为此,印度加快了侦察卫星的研发步伐。

2001年10月22日,印度首颗试验型光学成像侦察卫星--“技术实验卫星”升空。该卫星重1008千克,轨道高度500千米,耗资2500万美元,可为侦察任务提供更清晰的图像,用于对印度与中国和巴基斯坦的边界进行侦察。

“技术实验卫星”采用民用“印度遥感卫星”平台,分辨率1米。它在轨道上演示和验证了用于印度未来卫星的一些技术。这些技术包括姿态和轨道控制系统、大转矩反作用轮、新型最优化反应控制系统和一个单组元推进剂储箱、轻质量卫星结构、固态记录仪、X频段相控阵天线、改进型卫星定位系统、微小型跟踪和指令(TTC)和电源系统以及双镜共轴(two-mirror-on-axis)相机光学系统。该星还携带了1台全色照相机用于遥感试验,其任务是为印度军方提供印度海岸和印中、印巴边境的区域地图。

其图像只用于军事目的,不做商业销售。卫星传递的图像由位于新德里的国防图像处理与应用中心进行处理,该中心的工作人员来自印度海陆空三军。该卫星曾传递过高质量的阿富汗战争以及印巴边境沿线巴基斯坦军队布局照片。印度一直在与阿富汗境内的美国地面部队共享该卫星收集的战略信息数据。实践证明,这些照片对军队首脑以及决策者具有极大帮助。除曾监控过阿富汗战事及巴基斯坦军队部署外,“技术实验卫星”卫星还肩负着为印度军方提供印度海岸及印中、印巴边境区域地图的职责。在伊拉克战争中,“技术实验卫星”也窥视了伊拉克战区。

这颗卫星每天至少绕地球轨道转14次,在2~3天内重新观测地球表面同一地区一次,由印度国防情报局局长负责管理。此后,印度通过研制“制图卫星”系列完成军民两用任务。

印度大部分遥感卫星都是由PSLV火箭发射。

重视发展雷达卫星

上述印度遥感卫星都采用光学成像方式,最大优点是分辨率高,最大缺点是在天气不好时难以对地观测。为此,印度一直想发展能全天候工作的雷达成像卫星,因为这种卫星虽然分辨率稍低,但可以穿云破雾,风雨无阻地进行对地观测,从而在季风季节以及常年云遮地区成为印度唯一的数据信息来源。

2009年4月20日,印度首颗雷达遥感卫星——“雷达成像卫星”-2(RISAT-2)升空。它是从以色列购买的,卫星质量300千克,有效载荷100千克,功率750瓦,轨道高度550千米,雷达天线直径5米,分辨率1米(能拍摄到自行车大小的物体),设计寿命5年。为了满足用户需求而提供不同等级的影像产品,其上的X频段星载合成孔径雷达有4种扫描模式:聚束扫描模式的分辨率优于1米;超级马赛克扫描模式的分辨率达1.8米;广域覆盖扫描模式的分辨率为8米;条带扫描模式的分辨率为3米。它每次运行能够生成多幅图像,因此费效比较高、性能优异。

该卫星可用于监控印度边境,检查越境活动;帮助安全部队打击渗透和恐怖主义活动,追踪武装分子训练营等有威胁性的目标以及来袭弹道导弹,提高印度的侦察能力;还可轻易地“识破”用布或是树叶伪装过的隐蔽营地和运输工具;也能用于地质灾害监测、农林业生产、土壤水分分析、地质勘测和海冰等。

2012年4月26日,印度发射了首颗国产雷达卫星——“雷达成像卫星”-1,它运行在高度为609千米、倾角为96°的太阳同步轨道。该卫星质量约1750千克,其中自主研发的星载C频段合成孔径雷达等有效载荷质量约950千克,最大分辨率小于2米。这种卫星是军民两用卫星,所以也被称为印度第一颗国产雷达成像侦察卫星。“雷达成像卫星”-2上天后,提高了印度军方对复杂气象条件下地区的监控能力,并可侦察和监视攻击印度的弹道导弹。

去年5月,印度成功发射“雷达成像卫星”--2B(RISAT-2B)遥感卫星,该卫星615千克,配备X波段合成孔径雷达,最大分辨率优于1米。印度计划未来两年再发射2-3颗“雷达成像卫星”- 2B系列卫星,四颗卫星形成星座,提高观测能力。2020年,印度计划发射能力更强、质量更大的“雷达成像卫星”-2A雷达遥感卫星。

综上所述,印度侦察卫星总体发展走的是一条寓军于民的道路,即通过对民用航天工业的大力扶植,不断扩大其军用潜力与能力,同时注重军事专用航天系统的开发与研制。

(原标题:高边疆之谋㉘|印侦察卫星:寓军于民,性能达到世界领先水平)

(责任编辑:姚文广_NN1682)

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