文/龐之浩

2020年11月7日，印度空間研究組織用極軌衛(wèi)星運載火箭-DL成功發(fā)射了“雷達成像衛(wèi)星-2BR2”。這是印度第3顆雷達成像衛(wèi)星-2B系列衛(wèi)星，目的是強化太空偵察和監(jiān)視能力。

印度一直想當亞洲航天老大，尤其重視發(fā)展軍事航天，多次發(fā)射高分辨率軍民兩用遙感衛(wèi)星以及軍民兩用通信衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星，并進行了首次反衛(wèi)星試驗、首次太空軍事演習和首顆電子偵察衛(wèi)星發(fā)射等。

不過，印度發(fā)展軍用衛(wèi)星與當年美蘇先發(fā)展軍用衛(wèi)星的路線不同，美蘇是軍轉(zhuǎn)民，即先發(fā)展軍用衛(wèi)星，然后在此基礎(chǔ)上發(fā)展民用衛(wèi)星；而印度與日本相似，是民轉(zhuǎn)軍，即先發(fā)展民用衛(wèi)星，然后在此基礎(chǔ)上發(fā)展軍用衛(wèi)星，且一般都是軍民兩用，目的就是在有限的資金條件下，提高衛(wèi)星的應(yīng)用效率。

目前，印度共有12顆軍民兩用監(jiān)視衛(wèi)星在軌運行，其中光學成像衛(wèi)星7顆，雷達成像衛(wèi)星4顆，電子偵察衛(wèi)星1顆。印度光學成像衛(wèi)星分辨率已經(jīng)高于俄羅斯和日本的0.3米，達到0.25米；雷達衛(wèi)星分辨率也高于俄羅斯的1米和日本的0.5米，達到0.3米。印度在偵察監(jiān)視衛(wèi)星體系完備性上，涵蓋光學成像、雷達成像和電子偵察，與美、歐、俄基本看齊。

早期發(fā)展歷程

聯(lián)合國空間委員會曾經(jīng)指出，開發(fā)空間技術(shù)是發(fā)展中國家接近和趕上發(fā)達國家的捷徑。印度很早就注意到了這一點，并在發(fā)展中國家里率先發(fā)展遙感衛(wèi)星工業(yè)，以帶動其他行業(yè)。

▲ 2020年11月7日，印度空間研究組織的極軌衛(wèi)星運載運載火箭-DL成功發(fā)射了“雷達成像衛(wèi)星-2BR2”

為了加強地球資源的勘察、開發(fā)與管理，印度于1975年用蘇聯(lián)火箭發(fā)射了第一顆自制的衛(wèi)星“阿里亞哈塔”。星上大部分部件是進口的，只裝有2臺印度制造的電視攝像機和特高頻微波輻射計，并在印度上空進行了遙感試驗。

在“阿里亞哈塔”衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，印度于1979和1981年先后發(fā)射了巴斯卡拉-1和2。前者是印度第一顆試驗型觀測衛(wèi)星，采用蘇聯(lián)技術(shù)；后者比前者的設(shè)備更完善，載有2臺可見光與紅外電視攝像機（分辨率為1千米）和2臺無源微波輻射計。

與此同時，印度于1979、1980、1981和1983年用自己的衛(wèi)星運載器-3火箭發(fā)射了4顆“羅希尼”系列衛(wèi)星，其中3顆獲得成功?！傲_希尼”衛(wèi)星重35千克，采用自旋穩(wěn)定方式。星上有1臺2波段CCD相機。

從1982年起，印度開始研制改進型“羅希尼”衛(wèi)星系列。這一系列衛(wèi)星重量為150千克級，前2顆均未成功，1992年5月20日發(fā)射的第3顆進入了一條比預(yù)定軌道要低的軌道，1994年5月4日發(fā)射第4顆取得了成功。

上述衛(wèi)星均采用了蘇聯(lián)的技術(shù)，帶有試驗性質(zhì)，為之后的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

研制實用衛(wèi)星

為了獨立發(fā)展空間遙感技術(shù)，印度空間研究組織從1978年起開始制定“印度遙感衛(wèi)星”計劃，并在1982年得到了印度政府的批準。1988年3月17日，印度第一顆第一代國產(chǎn)實用遙感衛(wèi)星——“印度遙感衛(wèi)星-1A”用蘇聯(lián)東方號火箭發(fā)射成功。該星重975千克，運行在904千米的太陽同步軌道上。

▲ 印度首顆國產(chǎn)衛(wèi)星“阿里亞哈塔”模型

為了保持工作的連續(xù)性，與“印度遙感衛(wèi)星-1A”相同的“印度遙感衛(wèi)星-1B”于1991年8月29日由蘇聯(lián)東方號火箭發(fā)射升空。這2顆衛(wèi)星的運行，表明印度已具有了實用型的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)。

1995年12月28日，印度用俄羅斯閃電號火箭發(fā)射了首顆第二代遙感衛(wèi)星“印度遙感衛(wèi)星-1C”，與它相同的“印度遙感衛(wèi)星-1D”于1997年9月29日入軌。它們的質(zhì)量均為1330千克，運行在817千米高的太陽同步軌道上，重復(fù)觀測周期是24天，具有空間及光譜分辨率高、光譜覆蓋范圍寬、重訪頻率高、能立體觀測成像以及有在軌記錄能力等特點。

此后，印度主要研制分辨率較高的“制圖衛(wèi)星”系列。

“制圖衛(wèi)星”系列

2005年5月5日，“制圖衛(wèi)星-1”（也稱“印度遙感衛(wèi)星-P5”）升空。它是印度首顆具備立體成像能力的衛(wèi)星，使印度遙感衛(wèi)星進入了一個新階段，提高了繪制地圖的精確性，對印度的制圖和城鎮(zhèn)規(guī)劃具有重要意義。它的設(shè)計使用壽命至少5年，重1.5噸，裝有2臺全色照相機，分辨率2.5米，幅寬為30千米，可提供生成數(shù)字地形模型/數(shù)字高程模型的立體像對。它還能準確及時地監(jiān)視印周邊國家的導(dǎo)彈試驗及發(fā)射情況并可提供清晰的圖像。

2007年1月10日，“制圖衛(wèi)星-2”（也稱“印度遙感衛(wèi)星-P7”）升空，衛(wèi)星重650千克，載有1臺分辨率優(yōu)于1米的全色相機，幅寬為9.6千米。它還是1顆能進行大氣、海洋及氣候觀測的綜合衛(wèi)星，裝有高度計、微波輻射計和散射計、熱紅外輻射計等，對全球大氣及海洋環(huán)境進行綜合觀測。

制圖衛(wèi)星-1、2都屬于軍民兩用的衛(wèi)星。雖然2008年4月28日發(fā)射的“制圖衛(wèi)星-2A”（也稱“印度遙感衛(wèi)星-P8”）與“制圖衛(wèi)星-2”性能一樣，但它是為印度軍方單獨定制的，可使印度有能力對鄰國所有的核試爆地點、導(dǎo)彈發(fā)射井位置以及部隊的集結(jié)進行密切監(jiān)視。該衛(wèi)星重訪周期為4天，但通過適當?shù)能壍罊C動可將重復(fù)訪問周期提高到1天。它具有很靈活的機動作戰(zhàn)能力，一旦需要隨時可以變軌，從不同高度和角度，對一些重要目標實施縱深拍照，包括導(dǎo)彈陣地和機場等目標。“制圖衛(wèi)星-2A”上裝有1臺先進的全色照相機，分辨率約為0.7～1米，幅寬約為9.6千米，并具有45°斜視能力，可以滿足軍方和情報系統(tǒng)的需求。該衛(wèi)星采用了若干新技術(shù)，如相機單軸雙鏡，基于電光結(jié)構(gòu)的碳纖維增強塑料，輕質(zhì)、大尺寸鏡片，JPEG數(shù)據(jù)壓縮，先進的固態(tài)存儲器，高能恒星敏感器，等等。

2010年7月12日，“制圖衛(wèi)星-2B”升空，衛(wèi)星重694千克，攜帶1臺高分辨率全色相機，分辨率達0.8米，幅寬9千米，運行在高637千米、傾角98.1°的極軌軌道，可用于軍事目的。

2016年6月22日，印度成功發(fā)射“制圖衛(wèi)星-2C”，衛(wèi)星重727.5千克，功率986瓦，采用高500千米、傾角97.5°的近圓太陽同步軌道。該衛(wèi)星比之前發(fā)射的制圖衛(wèi)星-2、2A和2B從技術(shù)指標上有了較大進步，使印度光學成像能力進一步增強。制圖衛(wèi)星-2、2A和2B無多光譜成像能力，而“制圖衛(wèi)星-2C”星上攜帶了全色和多光譜相機，全色分辨率0.65米，多光譜分辨率2米。印度媒體十分高調(diào)地報道稱，“制圖衛(wèi)星-2C”協(xié)助印度陸軍完成了對恐怖分子“外科手術(shù)式”的打擊。

2017年2月15日和6月23日，印度成功發(fā)射制圖衛(wèi)星-2D和2E，它們與“制圖衛(wèi)星-2C”同屬二代改進型，發(fā)射質(zhì)量均為727.5千克，功率986瓦，采用高500千米、傾角97.5°的近圓太陽同步軌道，星上攜帶了全色和多光譜相機，全色分辨率0.65米，4通道多光譜分辨率2米，幅寬10千米。這兩顆衛(wèi)星直接由印度國防部負責運行，顯著增強了軍事偵察和民用應(yīng)用，可為印度軍事和政府用戶提供快速任務(wù)指派和重訪能力。

2018年，印度繼續(xù)完善天基對地觀測系統(tǒng)，于1月12日成功發(fā)射了制圖衛(wèi)星-2系列的第7顆衛(wèi)星——“制圖衛(wèi)星-2F”。它與制圖衛(wèi)星-2C、2D、2E衛(wèi)星性能指標基本相同，與制圖衛(wèi)星-2、2A、2B 系列衛(wèi)星相比，技術(shù)能力有較大進步。衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量約710千克，星上攜帶了全色和多光譜相機，全色分辨率0.65米，4通道多光譜分辨率2米。

▲ 測試中的“印度遙感衛(wèi)星-1C ”

▲ 印度制圖衛(wèi)星-2A（上）、迷你衛(wèi)星-1（左）和其他一些小衛(wèi)星被裝到“極軌衛(wèi)星運載火箭”上準備一起上天

目前，印度正在研制下一代“制圖衛(wèi)星”，其中“制圖衛(wèi)星-3”已于2019年11月27日升空。它是“制圖衛(wèi)星”系列的第9顆衛(wèi)星，采用“印度遙感衛(wèi)星-2”平臺建造，發(fā)射質(zhì)量1625千克，設(shè)計壽命5 年，運行在高509千米、傾角97.5°的太陽同步軌道。該衛(wèi)星所載空間相機口徑1.2米，采用自適應(yīng)光學技術(shù)。全色分辨率0.25米，幅寬16千米；4譜段多光譜分辨率1.13米，幅寬16千米；高光譜分辨率12米，幅寬5千米。星上還載有分辨率5.5米的中波紅外相機。星上采用多項新技術(shù)、新設(shè)備，如高敏捷性平臺、速度更快的數(shù)據(jù)處理與傳輸系統(tǒng)、先進星上計算機與新型功率電子器件和雙聯(lián)萬向天線等。據(jù)悉，“制圖衛(wèi)星-3”可為印度軍方提供偵察軍事活動、偵察邊界沿線敵國軍事裝備的調(diào)動情況等。

偵察衛(wèi)星亮相

▲ 組裝“制圖衛(wèi)星-2B”

印度很早就開始籌劃研制專用偵察衛(wèi)星，以期成為亞洲軍事航天大國。1999年夏季，印巴兩國在克什米爾地區(qū)爆發(fā)大規(guī)模武裝沖突后，印度軍方在事后檢討時認為，由于缺乏偵察衛(wèi)星監(jiān)視，巴基斯坦武裝分子得以秘密地將部隊調(diào)入邊境山區(qū)，使印方對戰(zhàn)事缺乏準備、措手不及。為此，印度加快了偵察衛(wèi)星的研發(fā)步伐。

2001年10月22日，印度首顆試驗型光學成像偵察衛(wèi)星——“技術(shù)實驗衛(wèi)星”升空，衛(wèi)星重1008千克，軌道高度500千米，耗資2500萬美元，可為偵察任務(wù)提供更清晰的圖像，用于對印度與中國和巴基斯坦的邊界進行偵察。

“技術(shù)實驗衛(wèi)星”采用民用“印度遙感衛(wèi)星”平臺，分辨率1米。它在軌道上演示和驗證了用于印度未來衛(wèi)星的一些技術(shù)。這些技術(shù)包括姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng)、大轉(zhuǎn)矩反作用輪、新型最優(yōu)化反應(yīng)控制系統(tǒng)和一個單組元推進劑儲箱、輕質(zhì)量衛(wèi)星結(jié)構(gòu)、固態(tài)記錄儀、X頻段相控陣天線、改進型衛(wèi)星定位系統(tǒng)、微小型跟蹤和指令、電源系統(tǒng)以及雙鏡共軸相機光學系統(tǒng)。該星還攜帶了1臺全色照相機用于遙感試驗，其任務(wù)是為印度軍方提供印度海岸和印中、印巴邊境的區(qū)域地圖。

▲ “制圖衛(wèi)星-2”拍攝的卡塔爾多哈地區(qū)的多光譜圖

其圖像只用于軍事目的，不做商業(yè)銷售。衛(wèi)星傳遞的圖像由位于新德里的國防圖像處理與應(yīng)用中心進行處理，該中心的工作人員來自印度海陸空三軍。該衛(wèi)星曾傳遞過高質(zhì)量的阿富汗戰(zhàn)爭以及印巴邊境沿線巴基斯坦軍隊布局照片。印度一直在與阿富汗境內(nèi)的美國地面部隊共享該衛(wèi)星收集的戰(zhàn)略信息數(shù)據(jù)。實踐證明，這些照片對軍隊首腦以及決策者具有極大幫助。除曾監(jiān)控過阿富汗戰(zhàn)事及巴基斯坦軍隊部署外，“技術(shù)實驗衛(wèi)星”還肩負著為印度軍方提供印度海岸及印中、印巴邊境區(qū)域地圖的職責。在伊拉克戰(zhàn)爭中，“技術(shù)實驗衛(wèi)星”也窺視了伊拉克戰(zhàn)區(qū)。

這顆衛(wèi)星每天至少繞地球軌道轉(zhuǎn)14次，在2～3天內(nèi)重新觀測地球表面同一地區(qū)一次，由印度國防情報局局長負責管理。

▲ 吊裝“制圖衛(wèi)星-3”

2019年4月1日，印度發(fā)射了首顆國產(chǎn)電子偵察衛(wèi)星——“電磁情報收集衛(wèi)星”，衛(wèi)星采用印度的“小型衛(wèi)星-2”平臺，重436千克，運行在太陽同步軌道，可提供電磁頻譜測量，被認為主要進行雷達信號監(jiān)測。

重視雷達衛(wèi)星

▲ 整流罩內(nèi)的“電磁情報收集衛(wèi)星”

▲ 吊裝“雷達成像衛(wèi)星-2BR1”

上述印度遙感衛(wèi)星都采用光學成像方式，最大優(yōu)點是分辨率高，最大缺點是在天氣不好時難以對地觀測。為此，印度一直想發(fā)展能全天候工作的雷達成像衛(wèi)星，因為這種衛(wèi)星雖然分辨率稍低，但可以穿云破霧，風雨無阻地進行對地觀測，從而在季風季節(jié)以及常年云遮地區(qū)成為印度唯一的數(shù)據(jù)信息來源。

由于國產(chǎn)“雷達成像衛(wèi)星-1”出現(xiàn)延誤，所以2009年4月20日升空的印度首顆雷達衛(wèi)星是“雷達成像衛(wèi)星-2”，它以以色列技術(shù)合成孔徑雷達-1衛(wèi)星的雷達系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并從以色列購買了X波段合成孔徑雷達成像儀。衛(wèi)星重300千克，有效載荷100千克，功率750瓦，軌道高度550千米，雷達天線直徑5米，分辨率1米（能拍攝到自行車大小的物體），設(shè)計壽命5年。為了滿足用戶需求而提供不同等級的影像產(chǎn)品，其上的X頻段星載合成孔徑雷達有4種掃描模式：聚束掃描模式的分辨率優(yōu)于1米；超級馬賽克掃描模式的分辨率達1.8米；廣域覆蓋掃描模式的分辨率為8米；條帶掃描模式的分辨率為3米。它每次運行能夠生成多幅圖像，因此費效比較高、性能優(yōu)異。該衛(wèi)星可用于監(jiān)控印度邊境，檢查越境活動；幫助安全部隊打擊滲透和恐怖主義活動，追蹤武裝分子訓(xùn)練營等有威脅性的目標以及來襲彈道導(dǎo)彈，提高印度的偵察能力；可輕易地“識破”用布或是樹葉偽裝過的隱蔽營地和運輸工具；還能用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、土壤水分分析、地質(zhì)勘測和海冰等。

2012年4月26日，印度發(fā)射了首顆國產(chǎn)雷達衛(wèi)星——“雷達成像衛(wèi)星-1”，它運行在高度為609千米、傾角為96°的太陽同步軌道，重約1750千克，采用三軸穩(wěn)定平臺，其中自主研發(fā)的星載C波段合成孔徑雷達等有效載荷重約950千克，采用5種掃描模式和多種極化系統(tǒng)設(shè)計，分辨率為2～50米，幅寬30～240千米?！袄走_成像衛(wèi)星-1”能夠穿透云霧，全天時、全天候拍攝高分辨率成像，可軍民兩用，所以也被稱為印度第1顆國產(chǎn)雷達成像偵察衛(wèi)星。該衛(wèi)星上天后，提高了印度軍方對復(fù)雜氣象條件下地區(qū)的監(jiān)控能力，并可偵察和監(jiān)視攻擊印度的彈道導(dǎo)彈?！袄走_成像衛(wèi)星-1”于2017年宣布退役。

2019年5月21日和12月11日，印度先后發(fā)射了雷達成像衛(wèi)星-2B、2BR1。本次發(fā)射的“雷達成像衛(wèi)星-2B2”與它們基本相同，擬在“雷達成像衛(wèi)星-2A”發(fā)射前用來延續(xù)“雷達成像衛(wèi)星-2”的數(shù)據(jù)。這些衛(wèi)星都配備X波段合成孔徑雷達，設(shè)計壽命5年，分辨率0.3米。

▲ 測試“雷達成像衛(wèi)星-2BR2”，可以看到其頂部安裝了一個傘型雷達天線

“雷達成像衛(wèi)星-2B”的發(fā)射質(zhì)量615千克，運行在555千米、傾度37°軌道，對印度邊境和周邊海域進行監(jiān)控，重點關(guān)注區(qū)域為本國和巴基斯坦，但它并不具有全球覆蓋能力，與光學成像衛(wèi)星互為補充，主要為印度政府和軍方提供雷達圖像數(shù)據(jù)，用于軍事偵察、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海岸監(jiān)測和災(zāi)害管理等眾多領(lǐng)域。

“雷達成像衛(wèi)星-2BR1”重628千克，設(shè)計壽命5 年，運行在高度576千米、傾角37°的圓軌道。衛(wèi)星采用比此前同系列衛(wèi)星更大的平臺，據(jù)稱是新的六棱柱體構(gòu)型，裝有直徑3.6米的碟形微波網(wǎng)狀天線，可為雷達儀器提供2千瓦的功率。

“雷達成像衛(wèi)星-2BR2”重630千克，雷達天線直徑也是為3.6米，運行在傾角37°的軌道，這雖然不能提供全球觀測覆蓋，但可提供對印度領(lǐng)土和鄰國的定期重訪飛行。另外，印度空間研究組織已決定采取新的對地觀測衛(wèi)星命名辦法，即用地球觀測衛(wèi)星加外一個序列號?！袄走_成像衛(wèi)星-2BR2”由此更名為“地球觀測衛(wèi)星-01”。

印度擬在2021年前陸續(xù)發(fā)射雷達成像衛(wèi)星-1A和1B，以延續(xù)“雷達成像衛(wèi)星-1”的服務(wù)，并把分辨率提高到0.25米。

綜上所述，雖然印度的經(jīng)濟條件有限，但它利用有限的資金重點發(fā)展對國民經(jīng)濟有重要影響的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，走出了一條成功的發(fā)展之路。與此同時，其偵察衛(wèi)星的總體發(fā)展是沿著寓軍于民的方向，即通過對民用航天工業(yè)的大力扶植，不斷擴大其軍用潛力與能力，同時注重軍事專用航天系統(tǒng)的開發(fā)與研制。