高边疆之谋㊺｜俄成像侦察卫星：一度落后，现正积极追赶

【编者按】

11月25日，俄罗斯成功发射下一代导弹预警卫星的第五颗卫星，进一步提升导弹预警能力。这是俄继反卫星试验后提升军事航天能力的一个最新动作。

上个月中旬，俄罗斯国防部长绍伊古确认俄罗斯已成功测试反卫星武器。绍伊古强调本次测试中产生的卫星碎片绝不会对人类太空活动构成威胁。美英等西方国家则对于此次俄罗斯反卫星试验反应强烈。美国国防部称，“俄罗斯正在开发的反卫星武器或对美国和其他太空大国构成威胁。”

进入新世纪后，俄罗斯经济开始回复和加速发展，加上有“政治强人”普京的领导，一度陷入深度衰弱的俄罗斯军事航天开始重振旗鼓，组建空天军、持续发射新军用卫星、研制反卫星武器……从军队编制、装备、航天工业等层面，多管齐下提升军事航天能力。《高边疆之谋》专题本期走进俄罗斯军事航天，通过系列文章尝试解析重振旗鼓的俄罗斯军事航天。

“宇宙”-2551卫星是一种小型光学成像侦察卫星。

今年10月20日，一颗俄罗斯卫星在美国东北部和加拿大东南部上方的大气层中烧毁。

该卫星的俄罗斯编号是宇宙-2551，在今年9月9日送入太空，发射一个多月就再入大气层烧毁，引发了航天界的关注。

分析认为，“宇宙”-2551卫星是俄罗斯“小型高分辨率航天器”项目的产物，具有重量轻、分辨率高的特点，全色模式下的最高分辨率为0.9米。该项目是俄罗斯提高成像侦察能力的重要举措，但发射不久后即失效，这也是俄罗斯成像侦察能力挣扎中发展的一个缩影。

重要的“角色”

1959年2月28日，美国发射了世界上首颗侦察卫星——“发现者”-1号，3年后，1962年4月26日，苏联的首颗侦察卫星“天顶”-1号被送入太空，拉开苏联军事航天的序幕。“天顶”-1号是一种返回式光学成像侦察卫星，外观与苏联第一代载人飞船“东方”号相似，重约4.75吨，工作寿命3天，然后带着胶卷返回地球。“天顶”系列卫星共有4种主要型号，先后发射了645颗。

此后，苏联研制了“琥珀”系列光学成像侦察卫星。在“琥珀”系列中，既有返回式成像侦察卫星，也有传输型成像侦察卫星，寿命和分辨率都有明显提高。返回式侦察卫星分辨率虽然比较高，但也有自己的缺点，一是携带的胶卷供应有限，导致卫星的寿命有限，第二个是无法及时向地面传回图像，只有等胶卷返回地面回收后才能对情报进行判读，时效性弱。因此，从上世纪70年代起，随着数字传输型成像侦察卫星的发展，一些军事航天强国的返回式侦察卫星逐步退出历史舞台。

“琥珀”系列侦察卫星在2015年之前是俄罗斯侦察的主力。

最早发射数字传输型光学成像侦察卫星的是美国，苏联紧随其后，在1982年发射了首颗数字传输型光学成像侦察卫星——“琥珀”-4KS1，可能是技术成熟度不高，直到苏联解体，仍持续发射返回式侦察卫星。苏联解体后，经济困难的俄罗斯在1990年代部署过“阿拉克斯”数字传输型光学成像侦察卫星，但由于囊中羞涩，该型卫星发射两颗后停止部署。从2004年起，俄罗斯基本依靠每年发射1-2颗“琥珀”-M系列返回式卫星维持天基侦察能力，侦察图像从胶卷返回到交付使用至少需要1个月时间。“琥珀”-M最后一次发射部署是2015年6月5日，现已退役。这在航天大国或强国中都是比较罕见的现象，足见2015年之前俄天基侦察能力发展的窘迫。

由于数字传输型侦察卫星是发展趋势，所以即使经济困难，俄罗斯还是在上世纪90年代末期启动了“角色”数字传输型侦察卫星的研制工作。卫星由进步中央特种设计局承担，采用“资源”DK1卫星平台，长约7米，质量约5吨-7吨，工作在高度约750千米的太阳同步轨道，设计寿命约7年。该卫星采用了与“阿拉克斯”卫星类似的光学系统，光学系统的主镜直径约为1.5米，焦距27米左右，最高分辨率0.3米，是俄罗斯目前分辨率最高的数字传输型成像卫星。

“猎豹”-M测绘卫星。

“角色”系列卫星共发射了3颗，但工作状况并不理想。“角色”-1卫星（编号“宇宙”-2441）2008年入轨，但不久之后就由于空间辐射造成电路故障，整星失效。“角色”-2卫星（编号“宇宙”-2486，据称卫星进行了改进，提高了可靠性）于2013年6月7日发射入轨，但不久后出现星上存储器故障，有一半存储器失效，2014年8月上传新的软件修复存储缺陷，卫星开始重新工作，目前仍在工作。“角色”-3卫星（编号“宇宙”-2506）在2015年6月23日发射升空，至今仍在工作正常。“角色”卫星由“联盟”-2.1b运载火箭发射，该火箭最大运载能力约7.4吨。

随着微小卫星技术的发展，现在一些低轨道小型遥感卫星分辨率越来越高，亚米级的卫星重量可以做到500千克以下甚至几十千克，完全可以满足详细侦察的要求，而且成本还不高。以美国Planet公司的“天空卫星”系列为例，该卫星重量约100千克，全色波段最高分辨率可达0.8米，可以用商业小型火箭“一箭多星”发射，与那些动辄几亿或者十几亿美元造价的大型侦察卫星相比，其成本只要几百万美元。

在这种背景下，俄罗斯也加强了微小卫星的发展。此次再入大气层烧毁的“宇宙”-2551卫星就是俄罗斯微小卫星发展的最新成果。该卫星是“小型高分辨率航天器”项目的产物，卫星由俄机电研究所（VNIIEM）研制，重约250千克，主载荷包括1台高分成像仪、2台宽视场成像仪，配备单组元肼推力器，三轴稳定，设计寿命大于5年，可用于高分全色和多光谱成像，具备视频拍摄和立体成像能力，最高分辨率0.9米，满足军用领域大部分详查的需求。由于该卫星并未获得完全成功，俄罗斯未来应该还会继续发射同类型卫星，提升侦察能力。

除了“角色”卫星，俄罗斯从2015年起还开始部署了名为“猎豹”-M的数字传输型测绘卫星，卫星运行在太阳同步轨道上，具备全球高时效性军用地图测绘能力。在军事介入叙利亚局势中，俄罗斯“口径”、Kh-555、Kh-101等远程巡航导弹能够精确打击目标，就是得益于测绘卫星提供的地形信息。“猎豹”-M卫星由进步火箭航天中心研制，配备了高分辨率相机，分辨率约1.2米。2015年2月，首颗“猎豹”-M1卫星（编号“宇宙”-2503）被送入太空，2016年3月24日成功第二颗“猎豹”卫星—— “猎豹”-M2卫星成功发射。第三颗“猎豹”卫星原计划在今年发射，但目前还未有发射的消息。

“资源-P卫星的遥感信息也可以用于军用。

在民用遥感卫星方面，俄罗斯发射了多颗“资源”-P遥感卫星，该卫星据分析是“角色”卫星的民用型号，因此其必要时候也可以支援军事行动。根据俄罗斯媒体报道，在军事介入叙利亚行动中，俄罗斯动用了民用卫星，可能就包括“资源”-P遥感卫星。2016年，俄罗斯第三颗“资源－P”地球遥感卫星重5.92吨，由俄“进步－中央特种设计局”研制，最高分辨率可达1米左右，这颗“资源－Ｐ”地球遥感卫星将补充俄罗斯民用遥感卫星群。卫星群与地面接收站形成一套整体的观测系统，显著提高了遥感设备的观测效率。

差强人意的“秃鹰”

成像侦察卫星一般包括光学成像和雷达成像两种，光学侦察卫星一般配备了可见光相机等光学侦察设备，分辨率较高，但受光照、气象条件等因素的影响，全天候侦察能力不足，而雷达侦察卫星通常配备了合成孔径雷达，基本不受气象条件的影响，可全天候侦察，而且还可以识别伪装目标，缺点是分辨率普遍低于光学侦察卫星。这两种卫星可以相互配合，优势互补。因此，不少大国都会发射两种类型的成像侦察卫星，俄罗斯也不例外，在发展光学成像侦察卫星同时，也在积极部署雷达侦察卫星。

“秃鹰”雷达侦察卫星的表现差强人意。

苏联时期曾发展了用于监视水面目标的雷达侦察卫星。冷战结束后，俄罗斯开始研发用于对地侦察的雷达成像侦察卫星——“秃鹰”（Kondor）。“秃鹰”卫星由机械制造科研生产力联合体公司研制，重约1.15吨，采用S频段抛物面天线，具有聚束、条带、扫描三种合成孔径雷达（SAR）成像模式，最高分辨率约1米 。

然而，“秃鹰”卫星发展并不顺利，故障频发。“秃鹰”-1（编号“宇宙”-2487）在2013年6月发射，寿命3-5年，但“秃鹰”-1卫星雷达在2015年9月出现故障，后停止工作。“秃鹰”-E1是出口型号，南非购买了一颗，卫星在2014年12月19日发射入轨，但后来在轨道上出现异常，经检修才恢复工作。

结语

虽然俄罗斯近几年积极谋求提升天基成像侦察能力，但有多颗卫星发射出现异常，暴露出其新型侦察卫星可靠性较低的问题。以出口南非的“秃鹰”-E1卫星为例，有分析认为，该卫星的异常与俄罗斯为埃及研制的埃及卫星-2(EgyptSat-2)失效相关，后者于2014年4月12日发生星上计算机故障，导致卫星失效。据分析，俄罗斯卫星在轨故障大多由于电子器件可靠性差导致，如果未来不加以解决，成像侦察能力不足仍会持续困扰空天军。