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点评欧洲第一代雷达成像侦察卫星性能  

2007-03-24 12:05:01|  分类: 装备科技D |  标签: |举报 |字号 订阅

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点评欧洲第一代雷达成像侦察卫星性能(组图)
德国研制的“合成孔径雷达-放大镜”它将成为欧洲第一个军用雷达成像卫星系统

  侦察卫星是现代战争中最具威胁的超级“间谍”,主要有照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星、导弹预警卫星四类。它们是利用各种遥感器或无线电接收机等侦察设备收集地面、海洋或空中目标的信息,获取军事情报。其中,照相侦察卫星用途最广。因而成为世界上发展侦察卫星国家的首选。

  根据星载遥感器的不同。照相侦察卫星分为光学成像侦察卫星和雷达成像侦察卫星两类。光学成像侦察卫星的优点是空间分辨率高,但存在不能全天候、全天时进行侦察的先天不足。雷达成像侦察卫星则反之,而且还具有一定的穿透能力,从而能识别伪装。发现地下军事设施。其幅宽也比较大。所以时间分辨率较高.这对全面观测战区和侦察全球性军事动态有重要意义。从目前的技术水平来看,两者结合使用是最佳“搭档”。

  从用途和技术等多方面考虑.一般都是先打造了光学成像侦察卫星.欧洲也不例外。不过,在发展了两代光学成像侦察卫星之后,欧洲今年将计划发射首颗军用雷达成像侦察卫星和两颗军民两用雷达成像卫星.它们就是德国的“合成孔径雷达一放大镜”、“土一合成孔径雷达”和意大利的“宇宙一地中海”。在此之前,拥有雷达成像侦察卫星的国家只有美国、俄罗斯和日本。

  在网络论坛中,第一个回帖者才能“坐沙发”。我们不妨看看在欧洲雷达成像卫星中.最有资格“坐沙发”者的实力吧。虽然它们的发射时间早有计划,但由于影响发射的因素实在太多.因此最后谁能抢到“沙发”,我们还需拭目以待。德国第一超级侦探“合成孔径雷达一放大镜”雷达成像侦察卫星是德国的第_颗侦察卫星。也是目前世界上重量最小的雷达成像侦察卫星。

  大家熟悉的“太阳神”系列光学成像侦察卫星主要由法国、西班牙、意大利和比利时联合研制.而“合成孔径雷达一放大镜”侦察卫星则由德国全力打造,制造商是仅有150人的布莱梅轨道高技术系统公司。

  德国计划发射5颗“合成孔径雷达一放大镜”小型雷达成像侦察卫星。它们将运行在3个高约500千米的太阳同步轨道上.覆盖80度N~80度S之间的地球表面,每天获取30幅以上图像。该星座响应非常迅速,并具有较高的系统冗余。 每颗“合成孔径雷达一放大镜”卫星重量为770千克.本体外形尺寸4米×3米×2米,设计寿命lO年。卫星靠太阳能电池帆板供电,平均功耗约250瓦。为了进行轨道控制。“合成孔径雷达一放大镜”卫星装有肼推力器。星上存储器可存储10幅合成孔径雷达图像数据。 该卫星的合成孔径雷达由阿尔卡特宇航公司研制.因为公司曾参与过“欧洲遥感卫星”和加拿大“雷达卫星”上雷达的研制工作,有着丰富的雷达有效载荷研制经验。

  其雷达以高分辨率聚束模式工作时,地面分辨率约0.5米.对应幅宽大于5千米×5千米。以条带模式工作时,卫星姿态不变,随卫星飞行形成成像条带,幅宽8千米x60千米。

  卫星通过X波段加密数据传输线路下传图像数据.通过S波段和卫星间链路接收地面站上传的加密指令数据。对于用户的高优先级成像申请,最快可在成像申请提出后约10小时交付图像。所有的优先成像申请有95%将在17小时之内得到满足。

  根据合同要求,在自2006年起的10年使用期内。任何时候在轨道上都应保持至少有2颗卫星在工作。布莱梅轨道高技术公司承诺.即使轨道上仅有最低限度的2颗卫星,军事用户也会在发出成像指令后36小时以内接收到图像数据。而且这些图像都是在12小时以内获取的。轨道上有2颗卫星就能保证系统正常工作.之所以要发射5颗卫星主要是为预防卫星在轨道上发生故障。

  “合成孔径雷达一放大镜”上装备了星间通信链路。以加快成像指令从一颗卫星向另一颗卫星的传递速度,缩短图像获取的延迟时间。例如,地面控制人员可将成像指令发给处在地面站视线范围内的一颗卫星,该卫星会通过星间无线电通信链路将这一指令直接传递给处在德国军方想要对那里成像的另一地方上空的卫星。德国国防军将利用这些卫星上的星间通信链路,来确保终端用户能够在成像指令发出后11小时内接收到卫星对全球任一地点拍摄的图像数据。

  其主控地面站将设在波恩附近的盖尔斯多夫。此外,该系统还将利用世界各地的其它地面中心,位于瑞典的基律纳地面站便是其中之一。

  第一颗“合成孔径雷达一放大镜”将在2006年用一枚俄罗斯“宇宙” 火箭发射(1枚“轰鸣”火箭用作备份),其余4颗卫星除用这两种火箭外,还可能会使“第聂伯”火箭来发射,并将在2007年全部发射入轨,届时这些卫星将为德国军队提供为期10年的全天候、高分辨率的图像能力。以前,德国所需的侦察数据主要来自于美国的卫星.“合成孔径雷达一放大镜”将首次为德国提供独立自主的全球范围、全天候、昼夜天基军用侦察能力。

  德国还将与法国分享“合成孔径雷达一放大镜”卫星图像。作为回报,法国也将允许德国使用由其“太阳神”2光学成像侦察卫星所提供的图像。两国已就建造地面站一事签订了合同.以使双方都能够接收对方侦察卫星的图像。

  “合成孔径雷达一放大镜”卫星的数据也将是德国对欧洲卫星侦察系统作出的贡献。德国愿意将“合成孔径雷达一放大镜”卫星数据提供给欧盟军事参谋机构和欧盟卫星中心,即设在西班牙首都马德里郊外托雷洪的图像分析设施。

  军民两用的预备队

  德国还打算研制两颗“土-合成径雷达”(Terra—SAR)X波段卫星组成的编队系统,它们由阿斯特留姆公司与德国航空航天研究院(DLR)联合研制,将为空前精确的全球数字地形模式提供支持。这两颗卫星可构成一个巨大的雷达干涉仪,以封闭的、精确的控制形式飞行,提供精确度优于2米的三维图像。

  “土一合成孔径雷达”x波段卫星将于2006年10月从拜科努尔发射场发射,运行在高约514千米的极轨道。它重1023千克,设计寿命5年。合成孔径雷达采用双极化方式,有3种工作模式:聚束模式的地面分辨率为1~3米.幅宽10千米;条带模式的地面分辨率为3-15米,幅宽40~60千米:宽扫模式的地面分辨率为15~30米,幅宽100~200千米。雷达倾角15度~60度可变.重访周期2天。

  为了达到不同的观测角。以前的卫星通常需要转动整个星体。而“土一合成孔径雷达”x波段卫星只需用有源天线转动“眼睛”——即扫描条带。大量的数据流将通过宽带技术被传回地面。随着地球在这条轨道下方自转,该卫星将逐条带地扫描地球的所有区域.亦可在3天甚至更短时间内对任何重点目标进行优先观测。

  近年,德国航天中心还启动了对TanDEM—X雷达卫星的研究工作.这颗卫星将像第二颗“土一合成孔径雷达”x波段卫星一样在轨道上与第一颗“土一合成孔径雷达”x波段卫星一前一后飞行.用来为德国军方提供数字高程模型。

  也有报道,“土一合成孔径雷达”x波段卫星将与一颗“土一合成孔径雷达”L波段卫星卫星共同组成一个双波段对地观测系统。后者采用全极化方式。据设想,这2颗不同波段的雷达卫星能构成欧洲拟议中的全球环境与安全监视网(GMES)的重要组成部分。这2颗卫星用不同的频率工作,因而能最佳地相互补充。

  “合成孔径雷达一放大镜”军用卫星系基于已知的成熟技术,以确保其工作可靠并降低其成本;而“土一合成孔径雷达”X波段商用卫星在更大程度上是一个技术开发项目。

意大利首颗侦察卫星服役没有侦察卫星的历史

俄罗斯宇宙3M型运载火箭

  首个意大利太空间谍

  意大利计划在今年10月份发射首颗侦察卫星“宇宙一地中海”。该卫星具有军民两用的天基雷达成像能力,它的服役将改变意大利没有侦察卫星的历史。“宇宙一地中海”卫星是法意联合研制的“奥菲欧”系统的一部分。

  2001年,法国和意大利政府决定联合研制军民两用遥感卫星系统“奥菲欧”。该系统包括2颗“昴宿星”(Pleiades,也译为普勒阿斯德)高分辨率光学成像卫星和4颗“宇宙一地中海”(Cosmos—Skymed)高分辨率雷达成像卫星,造价估计大约为11.6亿美元。

  2003年2月,意大利政府与由意大利阿莱尼亚空间公司牵头的联合工作组签订一份金额为8亿美元的合同,制造4颗“宇宙一地中海”卫星。每颗卫星质量1.7吨,装有一台合成孔径雷达。设计工作寿命为5年。

  当4颗卫星全都进入619千米高的轨道工作时,“宇宙一地中海”系统将能够以12小时的重访周期拍摄地球表面任何地方的图像。它们具备多种不同的地面分辨率模式,分辨率在1-100米之间,有5种相应的成像带宽——从直径10千米一200千米不等。

  它们每天将能够以高分辨率模式为军事用户拍摄75幅x波段图像,并以低分辨率模式拍摄300多幅x波段图像。其费用将由意大利航天局和意大利国防部分担。

  该卫星系统有两个地面站,其中军用地面站位于罗马南部的普拉提卡空军基地,民用地面站位于意大利南部的马特拉。四颗“宇宙一地中海”卫星将构建空中情报侦察网络。

  首颗“宇宙一地中海”雷达卫星原定于2005年发射,现推迟到今年10月发射,此后每隔8个月的时间发射第2颗和第3颗。经过4~6个月的在轨测试后.首颗卫星将在2007年4月之前开始为意大利军队提供服务。据意媒体报道称,“宇宙一地中海”雷达卫星的升空将大大提高意军获取情报的能力.同时填补了意大利没有侦察卫星的空白。此外.意大利还愿意向欧盟和欧洲各国国防当局开放其“宇宙一地中海”卫星图像使用权。

  与“宇宙一地中海”联网的两颗“昴宿星”光学成像侦察卫星由法国制造.分别定于2008年和2009年发射,预计每颗卫星发射时的质量不到1吨,以确保能用俄罗斯“轰鸣”、“联盟”和“维加”之类运载火箭发射。卫星设计寿命为5年,星上功率为1千瓦。

  法国国防部官员说,法国将利用“宇宙一地中海”卫星图像补充“合成孔径雷达一放大镜”系统的雷达图像。对于法国来说,这2种雷达卫星将起着不同的作用:“合成孔径雷达一放大镜”适于对小范围地区进行“特写”观测和详细分析.“宇宙一地中海”则适于观测较大范围的地区,而且这两种卫星的轨道也各异。

  欧洲的策略

  1999年爆发的科索沃战争使欧洲军界开始觉醒。这是一场发生在欧洲地域上的战争。理应由欧洲国家为主.但美国却承担了这场战争中90%的空袭行动,而且欧洲部队只能依靠美国卫星所提供的情报实施作战计划。随着欧洲谋求自己管理地区事务,推动军事一体化进程的加快,近年来欧洲在军事航天上急欲摆脱对美国的依赖.建立欧洲自己的军事空间体系。欧盟会议通过《向欧洲天基侦察系统进军》的报告中提出,要建立包括光学和雷达成像侦察卫星、电子侦察卫星、导弹预警卫星、通信卫星和中继卫星在内的军用卫星体系。欧洲的策略是:以法国为,瞄准建立军用卫星侦察体系的目标。在21世纪成为世界第三大军事空间集团。

  在欧洲诸国中.法国是坚决主张“欧洲自主”的国家,从戴高乐时代起.法国就为打破美国主宰西方政治、军事格局进行过不懈的努力。它也是欧洲最早研制侦察卫星的国家。第一代侦察卫星因同时装有光学和电子侦察设备而具有可见光与电子侦察能力。第二代侦察卫星除提高分辨率外.还增加了红外遥感能力。第三代侦察卫星将增加微波遥感能力。这也清晰地反映了欧洲侦察卫星体系的发展轮廓。

  目前欧洲已发展了二代光学成像侦察卫星,即分辨率为1米的“太阳神”1A、1B和分辨率为0.5米的“太阳神”2A.但在雷达成像侦察卫星领域还是空白.而欧洲许多国家天气多变,常常阴云密布.所以急需拥有能全天候、全天时观测的雷达成像侦察卫星。

  经过多年努力.欧洲即将发射技术复杂、但用途广泛的首颗雷达成像侦察卫星——“合成孔径雷达一放大镜”以及意大利的“宇宙一地中海”。这对于“欧洲自主”乃至世界都有极大的影响,也是军事航天领域信得关沣的一析大事。

图文:由L波段和X波段军民卫星组成的卫星编队

由土-合成孔径雷达L波段和X波段军民卫星组成的卫星编队
图文:组装完成的意大利“宇宙-地中海”卫星
组装完成的意大利“宇宙-地中海”卫星
图文:将于2008年发射的法国光学成像卫星
将于2008年发射的法国军民两用光学成像卫星
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