● 文 |中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 徐鵬 馬婧 侯丹

俄羅斯軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展分析

● 文 |中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 徐鵬 馬婧 侯丹

當(dāng)前，俄羅斯軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)入升級(jí)換代階段，部署多顆新型偵察衛(wèi)星，天基偵察能力有所提升。俄羅斯計(jì)劃構(gòu)建軍民協(xié)同的天基偵察體系，以滿足未來(lái)軍事作戰(zhàn)和國(guó)家安全需求。由于俄羅斯航天投入有限，航天工業(yè)基礎(chǔ)仍有不足，加之航天發(fā)射故障不斷，天基偵察體系建設(shè)還面臨諸多挑戰(zhàn)。

蘇聯(lián)解體后，俄羅斯軍事航天能力嚴(yán)重下滑，特別是軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展停滯，致使天基偵察能力長(zhǎng)期處于不足狀態(tài)。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的好轉(zhuǎn)，俄羅斯提出重振航天強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)。通過(guò)實(shí)施一系列航天計(jì)劃，俄羅斯軍事航天步入能力恢復(fù)期。與軍用導(dǎo)航衛(wèi)星和軍用通信衛(wèi)星建設(shè)發(fā)展相比，俄羅斯軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展仍顯緩慢。為提升天基偵察能力以滿足軍事行動(dòng)的需求，俄羅斯一方面推進(jìn)在軌軍用偵察衛(wèi)星的升級(jí)換代，另一方面著手發(fā)展新型兩用遙感衛(wèi)星星座。

一、軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀

目前，俄羅斯初步構(gòu)建了涵蓋光學(xué)軍用偵察衛(wèi)星、雷達(dá)偵察衛(wèi)星、電子偵察衛(wèi)星和兩用遙感衛(wèi)星的天基偵察體系，如表1所示。其軍用傳輸型光學(xué)成像偵察衛(wèi)星全色分辨率達(dá)到0.3m，雷達(dá)衛(wèi)星分辨率達(dá)到1m；兩用光學(xué)遙感衛(wèi)星全色分辨率優(yōu)于1m。雖然俄羅斯偵察衛(wèi)星在空間分辨率上基本達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但時(shí)間分辨率仍顯不足，一方面是偵察衛(wèi)星數(shù)量較少，重訪周期較長(zhǎng)，另一方面是雷達(dá)衛(wèi)星故障頻發(fā)，全天候偵察能力受到影響。

表1 俄羅斯在軌軍用偵察衛(wèi)星數(shù)量統(tǒng)計(jì)（截至2016年底）

1.軍用光學(xué)偵察衛(wèi)星完成向傳輸型的過(guò)渡

目前，隨著“角色”（Persona）傳輸式光學(xué)成像偵察衛(wèi)星和獵豹－M（Bars－M）傳輸型數(shù)字測(cè)繪衛(wèi)星的部署，俄羅斯軍用光學(xué)偵察衛(wèi)星完成從返回式向傳輸型過(guò)渡，可為作戰(zhàn)人員快速獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)提供支持。

（1）光學(xué)成像偵察衛(wèi)星

20世紀(jì)90年代，俄羅斯曾部署過(guò)“阿拉克斯”（Araks）傳輸式光學(xué)成像偵察衛(wèi)星。但受?chē)?guó)家經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重滑坡影響，該型衛(wèi)星僅發(fā)射2顆后就停止部署。2004年起，俄羅斯基本依靠每年發(fā)射1～2顆琥珀/鈷－M（Kobalt－M）返回型衛(wèi)星維持天基偵察能力。琥珀/鈷－M衛(wèi)星通常部署在低地軌道，工作壽命120天左右，最高分辨率為0.2m，偵察圖像從膠卷返回到交付使用至少需要1個(gè)月時(shí)間。最后一顆琥珀/鈷－M于2015年6月5日發(fā)射部署，目前“琥珀/鈷”已退出現(xiàn)役。

“角色”傳輸式光學(xué)成像偵察衛(wèi)星的研制工作在20世紀(jì)90年代末期啟動(dòng)。該衛(wèi)星由進(jìn)步中央特種設(shè)計(jì)局研制，長(zhǎng)度約為7m，質(zhì)量約為5000～7000kg，在高度約750km的太陽(yáng)同步軌道上運(yùn)行，設(shè)計(jì)壽命約為7年?！敖巧毙l(wèi)星采用了與“阿拉克斯”衛(wèi)星類(lèi)似的光學(xué)系統(tǒng)，即柯?tīng)柺↘orsch）式三鏡消像散（TMA）結(jié)構(gòu)，由3塊非球面反射鏡和1塊平面反射鏡組成。光學(xué)系統(tǒng)的主鏡直徑為1.5m，焦距20m?！敖巧毙l(wèi)星星下點(diǎn)全色分辨率為0.3m，是俄羅斯目前分辨率最高的傳輸型成像衛(wèi)星，見(jiàn)圖1。

圖1 “角色”衛(wèi)星（左）與“資源”系列衛(wèi)星（右）

俄羅斯“角色”衛(wèi)星目前發(fā)射3顆，但工作狀況并不順利。2008年7月發(fā)射的角色－1衛(wèi)星入軌后不久就由于空間輻射導(dǎo)致了電路故障，造成整星失效。角色－2衛(wèi)星在2013年6月發(fā)射入軌后不久出現(xiàn)星上存儲(chǔ)器故障問(wèn)題，有1/2存儲(chǔ)器失效；2014年8月，俄羅斯上傳新的軟件修復(fù)存儲(chǔ)缺陷，將衛(wèi)星重新激活。角色－3衛(wèi)星在2015年6月23日入軌，目前工作正常。

（2）光學(xué)測(cè)繪衛(wèi)星

軍用光學(xué)測(cè)繪衛(wèi)星方面，俄羅斯部署了名為獵豹－M（Bars－M）的首個(gè)傳輸型數(shù)字測(cè)繪衛(wèi)星系統(tǒng)，運(yùn)行在高度約580km的太陽(yáng)同步軌道上，主要提供全球高時(shí)效性軍用地圖測(cè)繪能力。獵豹－M衛(wèi)星由進(jìn)步火箭航天中心研制，搭載列寧格勒光學(xué)機(jī)械聯(lián)合公司（LOMO公司）研制的“克拉”光電系統(tǒng)，裝配一個(gè)高分辨率相機(jī)，相機(jī)分辨率1.1～1.35m，幅寬60km，有7個(gè)工作譜段；裝配一個(gè)中等分辨率廣角相機(jī)，用于概覽拍攝和地形拍攝。俄羅斯先后于2015年2月和2016年3月成功發(fā)射獵豹－M1衛(wèi)星和獵豹－M2衛(wèi)星。

2.軍用雷達(dá)偵察衛(wèi)星發(fā)展不順利

俄羅斯部署了名為“禿鷹”（Kondor）的首型雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星，但發(fā)展并不順利，故障頻發(fā)。禿鷹－1和禿鷹－E1（出口型，為南非軍隊(duì)建造）分別于2013年6月和2014年12月發(fā)射。禿鷹－1衛(wèi)星雷達(dá)在2015年9月出現(xiàn)故障，已停止工作。禿鷹－E1衛(wèi)星在軌亦出現(xiàn)異常，后經(jīng)檢修恢復(fù)工作。

“禿鷹”衛(wèi)星由機(jī)械制造科研生產(chǎn)力聯(lián)合體公司研制，質(zhì)量約1150kg，運(yùn)行在高度約500km的極軌道上，采用S頻段拋物面天線，具有聚束、條帶、掃描3種合成孔徑雷達(dá)（SAR）成像模式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星兩側(cè)成像，入射角為20°～55°，視場(chǎng)范圍為每側(cè)500km。聚束模式分辨率1m，幅寬10～20km；條帶模式分辨率1～3m，幅寬10～20km；掃描SAR模式分辨率5～30m，幅寬20～150km，并具備一定的立體觀測(cè)和干涉測(cè)量能力。

3.新型電子偵察衛(wèi)星開(kāi)始服役

俄羅斯2006年開(kāi)始研制新的電子偵察衛(wèi)星——“荷花”（Lotos），以取代蘇聯(lián)時(shí)期研制的“處女地”（Tselina）電子偵察衛(wèi)星。首顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星荷花－S于2009年11月發(fā)射入軌，后出現(xiàn)故障，通過(guò)軟件修正后恢復(fù)工作。第二顆荷花－S于2014年12月發(fā)射入軌，目前運(yùn)行正常。

荷花－S電子偵察衛(wèi)星運(yùn)行在高度900km的低地球軌道，主要用于截獲和偵聽(tīng)敵方無(wú)線電發(fā)射信號(hào)，未來(lái)還計(jì)劃與搭載了雷達(dá)載荷的新型“芍藥-NKS”（Pion-NKS）偵察衛(wèi)星相配合，組成俄羅斯新一代空間監(jiān)視與目標(biāo)指示系統(tǒng)“蔓”（Liana）。該系統(tǒng)將可跟蹤敵方陸上戰(zhàn)車(chē)、空中飛機(jī)和海上船只的移動(dòng)，形成目標(biāo)移動(dòng)實(shí)時(shí)指示圖，為精確打擊提供支持。

4.軍民兩用遙感衛(wèi)星星座初具規(guī)模

俄羅斯近年來(lái)不斷推動(dòng)兩用遙感衛(wèi)星發(fā)展，將其作為天基偵察能力的補(bǔ)充。目前，俄羅斯有3顆資源－P（Resurs－P）系列高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星在軌，分別于2013年6月、2014年12月和2016年3月發(fā)射。

資源－P衛(wèi)星是俄羅斯新型對(duì)地遙感衛(wèi)星，由進(jìn)步中央特種設(shè)計(jì)局研制，主要用于監(jiān)測(cè)土地使用、森林植被情況、重大災(zāi)難和緊急突發(fā)事件，還肩負(fù)開(kāi)發(fā)衛(wèi)星成像數(shù)據(jù)庫(kù)等滿足軍事需求的任務(wù)。資源－P衛(wèi)星質(zhì)量約5920kg，設(shè)計(jì)壽命為5～7年，運(yùn)行軌道為高約475km的太陽(yáng)同步軌道，軌道傾角約97.3°。衛(wèi)星全色模式下分辨率優(yōu)于1m，多光譜模式下分辨率為3～4m，幅寬38km。資源－P衛(wèi)星回傳的測(cè)試圖像如圖2所示。

圖2 資源－P衛(wèi)星回傳的測(cè)試圖像

二、軍用偵察衛(wèi)星未來(lái)發(fā)展

俄羅斯在2012年出臺(tái)《2030年及未來(lái)俄羅斯航天發(fā)展戰(zhàn)略（草案）》，提出分階段實(shí)現(xiàn)“航天技術(shù)處于世界先進(jìn)水平，占據(jù)航天領(lǐng)域領(lǐng)先地位”的戰(zhàn)略目標(biāo)。該戰(zhàn)略將發(fā)展對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)作為未來(lái)航天活動(dòng)的優(yōu)先方向之一。同時(shí)，俄羅斯2015年8月新組建的空天軍，正在推進(jìn)包括空天偵察、預(yù)警與監(jiān)視子系統(tǒng)的空天防御體系建設(shè)。預(yù)計(jì)俄羅斯將構(gòu)建軍民協(xié)同的天基偵察體系，以滿足未來(lái)軍事作戰(zhàn)的需求。目前，俄羅斯已在光學(xué)成像偵察衛(wèi)星和民用雷達(dá)衛(wèi)星方面提出未來(lái)發(fā)展計(jì)劃。

俄羅斯空天軍在2016年7月宣稱，將建造新型“拉茲丹”（Razdan）光學(xué)偵察衛(wèi)星，取代目前在軌的“角色”衛(wèi)星，作為未來(lái)光學(xué)成像偵察衛(wèi)星系統(tǒng)的主力?？仗燔娝牭暮教毂c“進(jìn)步”火箭航天中心協(xié)商衛(wèi)星設(shè)計(jì)問(wèn)題。根據(jù)國(guó)防部初步計(jì)劃，首顆“拉茲丹”衛(wèi)星將于2019年從普列謝茨克發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，第二顆計(jì)劃于2022年發(fā)射，第三顆計(jì)劃于2024年發(fā)射。第三顆及后續(xù)的“拉茲丹”衛(wèi)星將安裝由“茲韋列夫”克拉斯諾戈?duì)査箍藦S制造的直徑約2m的新型光學(xué)主鏡。

俄羅斯航天國(guó)家公司（原俄羅斯航天局）已授予進(jìn)步中央特種設(shè)計(jì)局視野-R雷達(dá)衛(wèi)星的研制合同，希望視野－R衛(wèi)星能提供優(yōu)于1m的遙感圖像，用于制圖、航海安全、地質(zhì)應(yīng)用、自然資源探查和農(nóng)業(yè)等目的。根據(jù)要求，視野－R衛(wèi)星工作壽命將達(dá)到5年，對(duì)35°（N）～60°（N）區(qū)域的重訪周期少于2天，星上數(shù)據(jù)能在拍攝后12小時(shí)內(nèi)傳送到地面站，并可使用GLONASS和GPS的導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)據(jù)。視野-R衛(wèi)星配備有虎鯨-R（Kasatka-R）高分辨率雷達(dá)，目前視野-R雷達(dá)衛(wèi)星有效載荷已進(jìn)入測(cè)試階段，首星預(yù)計(jì)2019年發(fā)射。未來(lái)，俄羅斯航天國(guó)家公司還計(jì)劃研制視野-O光學(xué)衛(wèi)星，最終組建包括2顆視野－R雷達(dá)衛(wèi)星和4顆視野-O光學(xué)衛(wèi)星的“視野”天基遙感星座。

三、幾點(diǎn)看法

為反擊北約東擴(kuò)，近年來(lái)俄羅斯軍事動(dòng)作頻頻，對(duì)提升周邊態(tài)勢(shì)感知能力的軍事需求緊迫。但是，由于俄羅斯航天投入有限、航天工業(yè)基礎(chǔ)仍有不足，加之航天發(fā)射故障不斷，使其天基偵察體系具備全天時(shí)、全天候的偵察能力以有效支持軍事行動(dòng)尚有困難。

1.提升天基偵察能力需求緊迫

俄羅斯在2014年出臺(tái)新版《俄聯(lián)邦軍事學(xué)說(shuō)》，首次提出“非核遏制”概念，并指出在信息領(lǐng)域和空天領(lǐng)域等的對(duì)抗是現(xiàn)代軍事沖突的重要特征之一。而且，近年來(lái)，俄羅斯強(qiáng)硬反擊北約東擴(kuò)的戰(zhàn)略態(tài)勢(shì)，開(kāi)展了一系列軍事動(dòng)作，如俄格戰(zhàn)爭(zhēng)、克里米亞危機(jī)、出兵敘利亞等。為提升戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力，俄羅斯迫切需要提升天基偵察能力來(lái)有效支持軍事行動(dòng)。

2.航天投入略顯不足

2015年以來(lái)，受西方制裁、盧布貶值、原油價(jià)格走低等因素影響，俄羅斯經(jīng)濟(jì)大幅下滑，雖出臺(tái)多項(xiàng)規(guī)劃以期振興航天事業(yè)，但受困于經(jīng)費(fèi)投入不足而進(jìn)展有限。2016年，俄羅斯政府通過(guò)《2016－2025聯(lián)邦航天計(jì)劃》草案，未來(lái)10年，航天預(yù)算從起初的20000億盧布降至14000億盧布（約合213億美元），降幅達(dá)30%?？梢灶A(yù)見(jiàn)，俄羅斯難以保持航天領(lǐng)域的持續(xù)投入，勢(shì)必遲滯軍事航天能力恢復(fù)。

3.航天工業(yè)基礎(chǔ)有待加強(qiáng)

俄羅斯電子產(chǎn)品長(zhǎng)期落后西方國(guó)家，大量電子產(chǎn)品需要進(jìn)口，其運(yùn)載火箭和衛(wèi)星中使用的4500多種電子元器件，有1500多種需要進(jìn)口。俄格沖突和烏克蘭危機(jī)后，西方對(duì)俄制裁力度不斷加大。雖然，俄羅斯自2014年以來(lái)加速實(shí)施電子元器件進(jìn)口替代工作，但宇航級(jí)電子元器件短缺問(wèn)題在短期內(nèi)難以解決。電子產(chǎn)品質(zhì)量不高導(dǎo)致的在軌衛(wèi)星故障不斷也影響到了衛(wèi)星的有效工作。此外，近年來(lái)俄羅斯航天發(fā)射故障不斷，2010－2015年，俄羅斯航天發(fā)射任務(wù)有15次未獲成功，部分軍事衛(wèi)星未能按期入軌，給俄羅斯軍事航天能力建設(shè)造成影響。

整體來(lái)看，俄羅斯軍用偵察衛(wèi)星能力雖已走出低谷，但重回鼎盛時(shí)期還有很大難度。

[1]http://www.russianspaceweb.com/obzor_r.html#2016.

[2]劉韜，徐冰.2015年國(guó)外軍用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星發(fā)展回顧[J].國(guó)際太空,2016(2).

[3]司耀鋒,徐愷.俄羅斯發(fā)射新一代光學(xué)遙感衛(wèi)星資源[J].國(guó)際太空，2013(8).

[4]憂思衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)(UCS Satellite Database).2016.7.

[5]2030年及未來(lái)俄羅斯航天發(fā)展戰(zhàn)略[M].國(guó)防科技信息中心.2012.