徐　鵬

美國高分辨率的“鎖眼－12”光學偵察衛(wèi)星和“長曲棍球”雷達偵察衛(wèi)星，分別于1992年和1988年開始服役，此后推出的“未來成像體系結(jié)構(gòu)”和“空間雷達”軍用成像偵察衛(wèi)星升級計劃.都因技術(shù).經(jīng)費與進度等問題而被迫中止。為避免偵察衛(wèi)星覆蓋范圍出現(xiàn)空白.美國奧巴馬政府推出了名為“下一代光電系統(tǒng)”的新的光學偵察衛(wèi)星計劃.該計劃還有待國會的批準.而新的雷達偵察衛(wèi)星計劃還處于醞釀當中。為鞏固美國一直以來在成像偵察領(lǐng)域占據(jù)的領(lǐng)先地位.其未來軍用成像偵察衛(wèi)星如何發(fā)展已引起了普遍關(guān)注。

世界領(lǐng)先的在軌衛(wèi)星

美國目前有3種類型的成像偵察衛(wèi)星在軌.共計6顆，分別為：3顆“鎖眼-12”(KH－12)衛(wèi)星.編號分別是uSA－186.USA-161和USA－116；2顆“長曲棍球”(Lacrosse)衛(wèi)星.編號分別是USA－1 82和USA-152；1顆“增強型成像系統(tǒng)”(EIS)衛(wèi)星.又稱8X衛(wèi)星.編號為USA－144。這些偵察衛(wèi)星協(xié)同工作.可以有效地對關(guān)注地區(qū)進行偵察與監(jiān)視.并在幾次局部戰(zhàn)爭的偵察監(jiān)視和戰(zhàn)時打擊效果評估中發(fā)揮了重要的作用。

KH－12衛(wèi)星又稱改進型KH-11衛(wèi)星.從1992年起累計發(fā)射5顆。KH－12衛(wèi)星直徑3.8米，長15米.重約10噸(燃料約為5～7噸).單星造價約10億美元。KH-12衛(wèi)星可見光分辨率為0.1～0.15米.紅外分辨率為0.6～1米。KH－12衛(wèi)星一天可飛越目標區(qū)域兩次.具有側(cè)擺成像功能.能對飛行軌跡東西兩側(cè)區(qū)域成像。

“長曲棍球”衛(wèi)星從1988年起累計發(fā)射5顆.重14.5噸.單星造價約10億美元。星載合成孔徑雷達(SAR)成像分辨率為0.3～1米.具有對星下點東西兩側(cè)成像的功能。SAR衛(wèi)星具有穿破云霧的偵察能力，既可彌補可見光偵察的不足.又可提高時間分辨率。

8x衛(wèi)星同時載有光學偵察相機和合成孔徑雷達.僅在1999年5月發(fā)射一顆。8X衛(wèi)星單星造價約15億美元.運行軌道與其他成像偵察衛(wèi)星不同.采用高度800千米、傾角63.4°的圓軌道。此外.美國政府還購買高分辨率商業(yè)成像衛(wèi)星的圖像.作為天基偵察能力的補充。目前在軌的高分辨率商業(yè)成像衛(wèi)星有4顆，其中2008年9月發(fā)射的“地球眼-1”衛(wèi)星成像分辨率達到0.41米。

美國的成像偵察衛(wèi)星是國家情報資產(chǎn).由國家偵察局(NRO)負責研制.主要面向國家情報部門的需求，可提供敏感地區(qū)重要軍事目標的高分辨率照片.但是成像幅寬較窄.被形容為“用麥管看地球”.無法滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭對戰(zhàn)場進行連續(xù)且實時的偵察與監(jiān)視的需求.特別是缺乏廣域戰(zhàn)場偵察與監(jiān)視能力和移動目標指示能力。為此美國提出研制“未來成像體系結(jié)構(gòu)”(FIA)衛(wèi)星。

幾度夭折的升級計劃

為了解決海灣戰(zhàn)爭中暴露出的偵察衛(wèi)星廣域偵察能力差的問題.NRO提出了兩種解決方案：一是將成像衛(wèi)星發(fā)射到更高的軌道，好處是提高目標的持續(xù)覆蓋時間，缺點是延長了衛(wèi)星重訪周期.8X衛(wèi)星就是這種解決方案的嘗試。但是8X在“鎖眼”衛(wèi)星的基礎(chǔ)上增加雷達成像能力，還是沒有改變單星造價昂貴而無法批量部署的困境；二是降低單個衛(wèi)星的成本與質(zhì)量.建立低軌衛(wèi)星星座.正是在這種設(shè)想下.NRo在1997年提出了FIA計劃。

FIA計劃發(fā)展由體積小.重量輕、功能強、成本低的10—12顆衛(wèi)星組成的偵察衛(wèi)星星座。FIA衛(wèi)星重約6500千克.采用太陽同步軌道.提供可見光，近紅外光學成像和合成孔徑雷達成像能力。FIA衛(wèi)星星座將使衛(wèi)星在目標區(qū)域上空駐留時間更長、視場更廣，不僅將極大縮短重訪周期.還將使單位時間內(nèi)生成的圖像數(shù)據(jù)量達到現(xiàn)役系統(tǒng)的8～20倍。1999年9月.波音公司擊敗長期承擔偵察衛(wèi)星研制的洛克希德·馬丁公司.成為FIA計劃的主承包商。但是，F(xiàn)IA計劃提出的覆蓋范圍，地面分辨率和定位精度等技術(shù)指標.嚴重超出了波音公司的技術(shù)開發(fā)能力，F(xiàn)IA計劃面臨技術(shù)與資金的嚴峻挑戰(zhàn).于2005年被迫終止。FIA計劃的終止對美國軍用成像衛(wèi)星升級換代的影響是巨大的.因為一旦在軌的“鎖眼”衛(wèi)星和“長曲棍球”衛(wèi)星數(shù)量減少或提前退役.美國將面臨偵察衛(wèi)星覆蓋范圍出現(xiàn)空白的困境。

在NRO發(fā)展FlA計劃的同時.美國國防高級研究計劃局(DARPA)在1997年提出“監(jiān)視、目標指示和偵察衛(wèi)星”(Starlite)計劃，即小型雷達成像衛(wèi)星星座方案。該計劃一經(jīng)提出.就得到了美國國防部的支持。面對如何平衡FIA計劃和Starlite計劃之間發(fā)展目標的矛盾.美國國防科學委員會在1998年1月出臺評估報告建議：首先.應(yīng)按照進度安排實施FIA計劃；其次.Starlite計劃發(fā)展的能力——全天時全天候、廣域偵察、動目標指示等——對于軍事作戰(zhàn)極為重要.應(yīng)啟動預(yù)先研究。

1998年4月.starlite計劃得以立項.被更名為“發(fā)現(xiàn)者-2”計劃。“發(fā)現(xiàn)者－2”衛(wèi)星星座計劃采用24顆衛(wèi)星.平均部署在8個軌道平面.軌道高度為770千米.傾角53°.覆蓋南北緯65°之間的區(qū)域.在90％的情況下能在15分鐘內(nèi)完成戰(zhàn)場指揮官的偵察需求并傳輸偵察圖像。當星座擴展到37穎衛(wèi)星時.重訪時間為8分鐘；當星座擴展到48顆衛(wèi)星時.重訪時間為5分鐘?！鞍l(fā)現(xiàn)者－2”計劃將具備地面移動目標指示(GMTI)能力.以3米的目標定位誤差探測以2.4—107.4千米，小時移動的目標。2000年.由于“發(fā)現(xiàn)者-2”計劃的軍事需求不明確.加上FIA計劃嚴重超支，預(yù)算增漲1倍，國會終止了“發(fā)現(xiàn)者-2”計劃。

2001年.美空軍在“發(fā)現(xiàn)者－2”計劃的基礎(chǔ)上提出“天基雷達”(SBR，SpaceBased

Radar)計劃.以提供面移動目標指示(SMTI)能力、SAR成像能力.高分辨率地形信息(HRTI)。2003年.該項目正式啟動，2005年更名為“空間雷達”(SR，Space

Radar)計劃?！翱臻g雷達”計劃采用21顆低軌衛(wèi)星組成星座.可提供幾乎全天時的目標區(qū)域覆蓋能力。“空間雷達”一期計劃建造由9顆衛(wèi)星組成星座.可實現(xiàn)對目標65％的持續(xù)覆蓋?！翱臻g雷達”計劃自提出后.預(yù)算就被一再削減，2005財年申請3.27億美元.批準7380萬美元；2006財年申請2.26億美元，批準9830萬美元；2007財年申請2.66億美元.批準1.86億美元?！翱臻g雷達”計劃自實施以來.其5項關(guān)鍵技術(shù)均未成熟.包括：先進的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、綜合無線電頻率總線、低軌激光通信終端、移動面目標指示處理算法、廣域海洋監(jiān)視處理算法。最終.“空間雷達”計劃也因技術(shù)與資金的問題.在2008年初被美國防部終止。

“未來成像體系結(jié)構(gòu)”和“空間雷達”這兩項軍用成像衛(wèi)星升級計劃.均實施多年后被終止，其原因是多方面的。美國

國會總審計局(GAO)多次出臺評估報告指出重大航天采辦項目存在很大問題：

一是需求不定.受“星球大戰(zhàn)”計劃雄心勃勃的進取精神和海灣戰(zhàn)爭取得壓倒性勝利的樂觀情緒的雙重影響.美國在新的軍事航天計劃上過度追求系統(tǒng)能力全面和技術(shù)指標先進。特別是軍用成像衛(wèi)星升級計劃，由于多部門參與.始終兼顧著廣域戰(zhàn)場偵察(國防部)和特定目標詳查(國家偵察局).能力需求上存在矛盾.造成項目在啟動時需求不定。同時.在建立空天一體化的情報、監(jiān)視與偵察體系中.沒有認真分析“空間雷達”計劃能力建設(shè)的重復(fù)問題.如E－8“聯(lián)合監(jiān)視目標攻擊雷達系統(tǒng)”(JSTARS)和“全球鷹”無人機作用的發(fā)揮。最終.由于軍方無法說服國會建設(shè)龐大的偵察衛(wèi)星星座需求的必要性而導(dǎo)致計劃失敗。

二是技術(shù)成熟度低和低估采辦費用。FIA計劃和SR計劃均是在技術(shù)成熟度水平較低的情況下就開始了，并且對克服技術(shù)困難過于樂觀。同時.軍方為快速啟動項目.對承包商沒有進行足夠的監(jiān)督.承包商在投標時提供不切實際的低費用估算.造成預(yù)算增加和進度延遲。

仍不明朗的發(fā)展前景

繼FIA計劃之后.美軍方在2007年推出了“廣域天基圖像收集者”(BASIC)計劃。首先.增加購買商業(yè)衛(wèi)星圖像的數(shù)量。目前，美國軍方與數(shù)字地球公司和地球眼公司已達成4顆成像衛(wèi)星的圖像購買合同.總價值達10億美元。數(shù)字地球公司于2007年9月發(fā)射了分辨率為0.46米的“世界觀測－1”商業(yè)成像衛(wèi)星.并計劃在2009年發(fā)射同樣分辨率的“世界觀測－2”衛(wèi)星?！暗厍蜓邸惫居?008年9月發(fā)射了分辨率為0.41米的“地球眼-1商業(yè)成像衛(wèi)星.并計劃在2011年發(fā)射分辨率為0.25米的“地球眼－2”衛(wèi)星。其次.購買和發(fā)射改型的商業(yè)成像衛(wèi)星。在2014年前后.國家偵察局將購買和發(fā)射1～2顆按照國防部和國家情報局的需求改型的商業(yè)成像衛(wèi)星。最后.研制新的偵察衛(wèi)星。國家偵察局將在2018年發(fā)射新研制的BlockⅡ偵察衛(wèi)星，其性能指標以后確定。預(yù)計BASIc計劃總費用將達20～40億美元。但是，受到美國政府換屆的影響.美國國會參眾兩院防務(wù)撥款委員會一致決定取消為BASIc計劃申請的預(yù)算和已安排的經(jīng)費.美國未來發(fā)展何種偵察衛(wèi)星將由下屆政府來決定。

2009年4月.美國新任總統(tǒng)奧巴馬批準了名為“下一代光電系統(tǒng)”的新的偵察衛(wèi)星計劃.亦稱“2＋2”計劃.即制造2顆大型先進秘密偵察衛(wèi)星；增加購買商業(yè)衛(wèi)星圖像數(shù)量.其金額之大足以使運營公司制造與發(fā)射2顆新的商業(yè)成像衛(wèi)星?？梢钥闯?該計劃實際上基本承襲了BASIC計劃的主要內(nèi)容.走繼續(xù)研制功能更強大的高分辨率系統(tǒng)和購買商業(yè)衛(wèi)星圖片相結(jié)合的發(fā)展道路。

值得關(guān)注的是.“2＋2”計劃的經(jīng)費主要來源于國家偵察局.而國防部仍然關(guān)注發(fā)展廣域偵察能力。在“空間雷達”計劃失敗后.為及時響應(yīng)戰(zhàn)場指揮官的軍事偵察需求.國防部開始著手“戰(zhàn)術(shù)星”的研發(fā)?！皯?zhàn)術(shù)星”的概念是在“作戰(zhàn)響應(yīng)空間”(ORS)計劃下提出的.ORS計劃的主要目的是快速、經(jīng)濟地將載荷送入空間，為戰(zhàn)役與戰(zhàn)術(shù)軍事行動提供近實時的空間服務(wù)。2006年12月.美軍成功發(fā)射“戰(zhàn)術(shù)星－2”(TacSat－2).星上載有直徑為0.5米的高分辨率成像儀.試驗為戰(zhàn)區(qū)提供戰(zhàn)術(shù)級分辨率圖像的能力。2009年5月.美軍成功發(fā)射“戰(zhàn)術(shù)星－3”.星上載有“先進及時響應(yīng)型戰(zhàn)術(shù)有效軍用超光譜成像儀”(ARTEMIS).對接受戰(zhàn)區(qū)司令指令、采集處理圖像和分發(fā)給作戰(zhàn)人員的能力進行了演示驗證。從ORS計劃的近期發(fā)展來看.其重點是探索成像偵察戰(zhàn)術(shù)小衛(wèi)星未來的戰(zhàn)場應(yīng)用能力。

美軍轉(zhuǎn)型辦公室將ORS計劃作為軍事航天能力轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵.予以高度重視。美國國防部在2007年成立ORS聯(lián)合辦公室，并制定ORS計劃.加速推進ORS能力建設(shè)。不過，ORS的應(yīng)用效果與效費比問題還有待深入研究。美國總審計局就建議國防部.應(yīng)將發(fā)展的ORS能力納入到現(xiàn)有的情報.監(jiān)視與偵察(ISR)體系中。美國分析文章也認為依靠戰(zhàn)術(shù)星發(fā)展及時響應(yīng)的偵察能力.同樣需要發(fā)展持久覆蓋的低軌星座.其效費比并不高。但是.戰(zhàn)術(shù)星概念的提出，無疑為在戰(zhàn)爭時期解決廣域偵察能力不足的問題提供了一條新思路。

從美國軍用成像衛(wèi)星升級計劃的發(fā)展來看.完全依靠天基系統(tǒng)提供既滿足情報需求又滿足戰(zhàn)場廣域偵察需求的全球持久覆蓋的偵察與監(jiān)視能力.在技術(shù)和經(jīng)費上都是難以承受的。在和平時期.天基偵察的重點依然是對敏感軍事地區(qū)的高分辨率覆蓋：在戰(zhàn)爭時期.一方面需要從體制上解決現(xiàn)有偵察資源的快速有效的戰(zhàn)場利用問題.另一方面也要發(fā)展創(chuàng)新的偵察系統(tǒng).如“戰(zhàn)術(shù)星”.甚至是臨近空間平臺和無人偵察機.來彌補天基偵察能力的不足。

天基系統(tǒng)在空天一體的情報.監(jiān)視與偵察體系中具有重要地位.美國國家情報部門和國防部軍事航天部門在軍用偵察衛(wèi)星未來的發(fā)展上.因過分強調(diào)各自需求.很難達成一致。為改變這種局面.美國國會授權(quán)成立新的空間委員會.建議取消國家偵察局和美空軍的空間系統(tǒng)與導(dǎo)彈中心，成立國家安全空間辦公室，以協(xié)調(diào)和監(jiān)督美軍方和情報界的航天采辦工作。雖然該委員會的建議還有待政府審議通過并批準，但是這一建議表明美國政府已開始高度關(guān)注當前軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展多頭管理的局面。