何麗
制信息權(quán)是奪取現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭勝利的關(guān)鍵所在,與空中偵察、人力偵察等傳統(tǒng)情報信息獲取手段相比,航天偵察利用空間軌道飛行器搭載各種傳感器獲取有價值目標信息,具有全天時、全天候、不受空域限制以及偵察范圍廣等優(yōu)點,占據(jù)太空高邊疆,可使敵方戰(zhàn)場透明,因而成為世界各國爭相搶占的戰(zhàn)略制高點。
作為最早研發(fā)、利用該手段的軍隊之一,美軍現(xiàn)擁有世界上最先進的偵察衛(wèi)星,形成了光學、電子、雷達一體的完備天基偵察體系,建立了多部門、機構(gòu)高效聯(lián)動的航天偵察機制,在戰(zhàn)時可為其提供強有力信息支援。系統(tǒng)研究美軍航天偵察實力,對維護國家安全和現(xiàn)實利益具有重大戰(zhàn)略意義。
據(jù)統(tǒng)計,截至2021年底,美軍現(xiàn)役偵察衛(wèi)星43顆,按照載荷類型,可分為光學成像偵察衛(wèi)星、合成孔徑雷達(SAR)成像偵察衛(wèi)星、電子偵察衛(wèi)星三大類。
美軍現(xiàn)役光學偵察衛(wèi)星共5顆,包括4顆鎖眼-12系列衛(wèi)星和1顆紅隼眼-2M戰(zhàn)術(shù)納衛(wèi)星。
自1959年發(fā)射第1顆光學偵察衛(wèi)星鎖眼-1以來,鎖眼系列光學衛(wèi)星已歷經(jīng)了6代11型發(fā)展,目前在軌服役的型號為鎖眼-12。鎖眼-12衛(wèi)星采用太陽同步橢圓軌道,具有極強的機動變軌能力。其搭載大口徑光學鏡頭電荷耦合元件(CCD)相機,利用自適應光學成像技術(shù),分辨率最高達到0.1米。紅外相機具備夜間偵察能力,分辨率為0.6~1米。此外,該衛(wèi)星還采取了防核效應加固手段和防激光武器保護手段,搭載防碰撞探測器,以提高太空作戰(zhàn)生存能力。
紅隼眼-2M戰(zhàn)術(shù)納衛(wèi)星星座計劃部署在高度為500千米的5個軌道面上,每個軌道6顆衛(wèi)星,共30顆。該型衛(wèi)星成像分辨率為1.5米,幅寬4千米×6千米,目前在軌1顆。
在光照、氣象條件良好的情況下,光學成像偵察獲取影像具有真實直觀反映目標特性的優(yōu)點,但同時受光照、氣象條件影響大,如目標區(qū)域多云或處于夜間時段,則無法獲取有效數(shù)據(jù)。針對這一問題,美軍發(fā)展了SAR衛(wèi)星偵察手段,目前在軌服役SAR衛(wèi)星共6顆,包括1顆長曲棍球衛(wèi)星和5顆未來成像體系雷達衛(wèi)星。
長曲棍球衛(wèi)星采用低軌太陽同步軌道,合成孔徑雷達天線工作波段包括L、X等波段,有標準、寬掃、精掃三種工作模式,成像分辨率分別為1米、3米、0.3米。經(jīng)過星上雷達信號處理后,衛(wèi)星下傳圖像數(shù)據(jù),與地面動目標指示軟件結(jié)合,可實現(xiàn)對重點區(qū)域動目標的定期跟蹤和動向監(jiān)視。
未來成像體系雷達系列衛(wèi)星將工作在高度約1100千米的中軌太陽同步軌道,后續(xù)將替代長曲棍球衛(wèi)星,SAR工作于C、X波段,推測其分辨率優(yōu)于0.3米。具有大側(cè)視角成像能力,按入射角20°~55°計算,掃描帶寬可能達到1000千米。
如果說成像偵察衛(wèi)星是美軍的千里眼,電子偵察衛(wèi)星可稱為其順風耳,是獲取敵方高層決策、軍隊部署等情報的重要手段。電子偵察衛(wèi)星又稱為信號情報衛(wèi)星,美軍現(xiàn)役電子偵察衛(wèi)星共28顆,包括小號系列衛(wèi)星5顆、水星系列衛(wèi)星3顆、顧問系列衛(wèi)星6顆、涅墨西斯系列衛(wèi)星2顆以及天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)12顆衛(wèi)星。
小號電子偵察衛(wèi)星是大橢圓軌道衛(wèi)星,軌道近地點高度約1000千米,遠地點高度約37000千米。其天線直徑約150米,能同時監(jiān)聽上千個地面信號源,可用于搜索包括俄羅斯和中國北部在內(nèi)高北緯地區(qū)的雷達、導彈遙測信號。
水星電子偵察衛(wèi)星是地球靜止軌道衛(wèi)星,軌道高度約36000千米。其圓形天線直徑約100米,靜止軌道間隔分布的3顆衛(wèi)星能夠搜集世界各地導彈試驗遙測遙控、雷達信號、手機信號、通信廣播等電子信號。
顧問系列衛(wèi)星為地球靜止軌道衛(wèi)星,采用大型網(wǎng)狀相控陣天線,直徑遠超過100米,可截獲、監(jiān)聽0.1~20GHz頻段范圍信號,包括視距微波鏈路、導彈遙測、雷達信號、微波通信、無線電通信等信號,具備星上信號處理和軌道機動能力。該系列衛(wèi)星主要偵獲對象為印度、巴基斯坦、中國、朝鮮、韓國、日本通信信號和導彈遙測信號。
涅墨西斯(又稱“復仇女神”)系列衛(wèi)星與其命名一樣極為神秘,相關(guān)指標參數(shù)鮮有公開報道,疑似為靜止軌道衛(wèi)星。目前在軌2顆,分別稱為“夜間帕拉丁”和“克萊奧”,部署于中東上空商業(yè)通信衛(wèi)星附近,偵聽語音和數(shù)據(jù)通信。
天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)是由多顆電子偵察衛(wèi)星組成、用于海面和水下目標監(jiān)視的海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng),采用雙星組網(wǎng)方式工作,每組衛(wèi)星工作范圍可覆蓋半徑3500千米區(qū)域,軌道高度約1000千米,目前在軌6組12顆衛(wèi)星。該系統(tǒng)通過星載電子偵察設備截獲海上、水下目標發(fā)出的無線電通信與雷達信號,以測定目標位置、類型等信息,能發(fā)現(xiàn)潛航深度小于70米的潛艇。同時,利用雙星時差、頻差結(jié)合定位技術(shù),實現(xiàn)目標定位,海上艦船定位精度優(yōu)于2千米。
鎖眼衛(wèi)星影像
在國家、國防部層級,美軍航天偵察機構(gòu)主要有國家偵察局、國家地理空間情報局、國家安全局等。而在諸軍種中,相關(guān)機構(gòu)主要有美陸軍太空與導彈防御司令部、海軍航天司令部。
20世紀中葉,隨著美國航天技術(shù)快速發(fā)展,為了統(tǒng)籌協(xié)調(diào)情報界需求,美國中央情報局和空軍于1960年8月,聯(lián)合成立了統(tǒng)一管理偵察衛(wèi)星的機構(gòu)——國家偵察局。該局為美國防部的獨立運行機構(gòu),由國防部長和中央情報局主任共同負責其管理、運行。該局的主要職能包括:負責美國主要衛(wèi)星偵察系統(tǒng)的采購、管理、運行,為戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)用戶提供服務;發(fā)展新型衛(wèi)星偵察系統(tǒng),保證用戶數(shù)據(jù)連續(xù)性和美國衛(wèi)星系統(tǒng)全球領(lǐng)先優(yōu)勢;對潛在的軍事侵略、環(huán)境威脅作出預警,監(jiān)控、核查大規(guī)模殺傷性武器,評估自然、人為災難影響;為維護美國國家安全相關(guān)的情報活動提供信息支援。
目前,在軌的鎖眼、長曲棍球、未來成像體系雷達系列成像偵察衛(wèi)星以及小號、水星、顧問、涅墨西斯系列電子偵察衛(wèi)星,均由該局負責運行、管理。通常,衛(wèi)星獲取的圖像情報數(shù)據(jù)傳送至國家地理空間情報局,獲取的信號情報傳送至國家安全局,由這兩個機構(gòu)負責用戶所需產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)和分發(fā)。
美國防部國家偵察局負責衛(wèi)星的運營
國家地理空間情報局是美國防部作戰(zhàn)支援機構(gòu),主要負責管理圖像、地圖,為國防部長、中央情報局主任和其他國家級決策者提供圖像、圖像情報和地理情報支援,提供的產(chǎn)品包括圖像、圖像情報、地理空間信息、地理空間情報等。
該局下轄與航天偵察相關(guān)的業(yè)務部門為中央圖像辦公室和國家圖像判讀中心。其中,中央圖像辦公室受理用戶的成像偵察申請。而國家圖像判讀中心在負責對圖像判讀解譯形成情報的同時,還負責圖像和圖像產(chǎn)品的存儲、處理和分發(fā),包括約1200名判讀員和數(shù)據(jù)管理員。
為了從國家層面加強對通信情報和電子情報偵察活動的協(xié)調(diào)、指導,美國于1952年成立了國家安全局,專門負責信號情報的偵察、搜集與處理。該局隸屬美國國防部,其與航天偵察相關(guān)的職責包括偵搜信號情報并進行破譯、分析,監(jiān)管電子偵察衛(wèi)星地面站。
陸軍太空與導彈防御司令部成立于1997年,職能為指揮控制陸軍太空力量、一體化導彈防御和網(wǎng)絡行動等,并組織實施有關(guān)太空裝備的研發(fā)和采購。目前,在軌的紅隼眼-2M戰(zhàn)術(shù)納衛(wèi)星即由該司令部負責管理、運行。美陸軍戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星的使用,使得旅級及更低層指揮官有權(quán)掌控向衛(wèi)星下達任務到數(shù)據(jù)下傳的全過程。
電子偵察衛(wèi)星可探測雷達、通信信號
海軍航天司令部成立于1983年,人員總數(shù)約2000~3000人,職能包括操作、管理、維護配屬的天基監(jiān)視預警、艦隊衛(wèi)星通信、海軍衛(wèi)星導航等海軍航天系統(tǒng),為遍布全球的美海軍提供支援。天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)由該司令部負責管理、運行。
美軍航天偵察活動的具體實施可大體劃分為四個環(huán)節(jié),包括航天偵察任務規(guī)劃、計劃制定、信息獲取與處理、情報分發(fā)。
在任務規(guī)劃環(huán)節(jié),要統(tǒng)籌考慮目標區(qū)域、作戰(zhàn)任務、目標特性、自然環(huán)境及可用航天偵察資源情況,對整個衛(wèi)星系統(tǒng)工作程序進行規(guī)劃,以最大程度滿足美軍作戰(zhàn)指揮機構(gòu)和人員的航天偵察情報需求。
首先,美軍各軍種、各作戰(zhàn)司令部分別向有關(guān)情報部門提出需求,以便國家偵察局等航天偵察力量開展針對性偵察搜集。
由于航天偵察資源較美軍航天情報需求而言相對有限,一般難以在有限時間內(nèi)滿足所有用戶提出的需求。要確定不同偵察任務需求的優(yōu)先等級,按照任務性質(zhì)或信息性質(zhì),將偵察任務劃分為重點與非重點、優(yōu)先與暫緩、計劃內(nèi)與計劃外。
為了成功獲取目標有效信息,必須依據(jù)作戰(zhàn)任務、指揮員意圖、航天偵察現(xiàn)實能力制定合理嚴密的偵察計劃,美國航天偵察情報搜集計劃主要包括偵察區(qū)域、偵察任務、衛(wèi)星調(diào)度、完成時限等內(nèi)容。
其中,美軍將偵察區(qū)域按照作戰(zhàn)任務區(qū)分為責任區(qū)域和關(guān)注區(qū)域。偵察任務分為軍事情報搜集和地理空間情報搜集。衛(wèi)星調(diào)度則是指對整個航天偵察系統(tǒng),包括成像偵察、電子偵察和海洋監(jiān)視等衛(wèi)星系統(tǒng)的合理使用。完成時限是航天偵察力量獲取情報信息并傳送至用戶的規(guī)定截止時間。
信息的獲取與處理是美國航天偵察情報應用流程的核心環(huán)節(jié),在這一環(huán)節(jié)中,成像偵察衛(wèi)星、電子偵察衛(wèi)星、海洋監(jiān)視衛(wèi)星獲取的信息經(jīng)過整合處理,形成支撐決策和支援作戰(zhàn)的情報。
根據(jù)偵察計劃,美軍不同類型偵察衛(wèi)星獲取相應的數(shù)據(jù)信息。成像偵察衛(wèi)星獲取指揮所、機場、港口、導彈陣地等地面目標圖像數(shù)據(jù)。電子偵察衛(wèi)星獲取雷達位置、頻率和導彈遙測信號等電子信號數(shù)據(jù)。海洋監(jiān)視衛(wèi)星獲取艦艇的類型、數(shù)量、位置等信息。衛(wèi)星偵獲信息經(jīng)數(shù)字傳輸設備直接下傳,或經(jīng)中繼衛(wèi)星中轉(zhuǎn)后傳輸至美軍分布于本土、澳大利亞、英國、日本、伊拉克、挪威等地的地面接收站。
針對不同類型數(shù)據(jù)信息,美國家地理空間情報局對成像衛(wèi)星獲取的圖像數(shù)據(jù)進行處理,經(jīng)過圖像解譯、分析和幾何定位測繪處理,形成圖像情報和地理空間情報。美國家安全局對電子偵察衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)進行處理,經(jīng)過電子信號處理和分析,形成信號情報。海軍航天司令部及相關(guān)情報部門對海洋監(jiān)視衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行處理,生成艦艇目標情報和海洋態(tài)勢。
情報分發(fā)是指響應美軍用戶需求,將所需情報產(chǎn)品通過分發(fā)系統(tǒng)發(fā)送至用戶,完成航天偵察活動閉環(huán)。為了及時向遍布全球的美軍提供航天偵察情報,根據(jù)任務優(yōu)先級、情報屬性等情況,美軍通過點播、廣播、組播等方式完成情報產(chǎn)品分發(fā)。其中,點播方式適用于小數(shù)據(jù)量美軍航天偵察情報的分發(fā)。廣播方式適用于向所有美軍需求部隊的情報分發(fā)。而組播適用于向美軍特定作戰(zhàn)部隊或決策部門的情報分發(fā)。
為保持在航天偵察領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,美軍不斷推進相關(guān)技術(shù)體制創(chuàng)新,拓展數(shù)據(jù)信息來源,推廣應用范圍,近年來突出的特點為,大力發(fā)展微小衛(wèi)星星座、軌道飛行器(空天飛機)偵察技術(shù),積極推動航天偵察戰(zhàn)術(shù)應用,吸收融合民商遙感資源。
針對現(xiàn)役衛(wèi)星應用中出現(xiàn)的問題,美軍不斷創(chuàng)新航天偵察技術(shù)、體制,保持其全球領(lǐng)先優(yōu)勢,主要發(fā)展方向有兩方面。
一是大力推動微小偵察衛(wèi)星星座構(gòu)建。傳統(tǒng)的鎖眼、長曲棍球系列衛(wèi)星關(guān)鍵指標(如成像分辨率)很高,但也存在研制周期長、成本高、抗毀性差、難以全球覆蓋等缺點。微小衛(wèi)星則具有研制周期短、性價比高、應急發(fā)射快、易于全球組網(wǎng)的優(yōu)點。因此,美國家偵察局近年著力發(fā)展未來成像體系衛(wèi)星星座,目前已有5顆SAR衛(wèi)星在軌,將逐步取代長曲棍球系列,預期單位時間獲取圖像數(shù)據(jù)將達到現(xiàn)役系統(tǒng)的8~20倍。美陸軍也著手發(fā)展紅隼眼-2M戰(zhàn)術(shù)納衛(wèi)星星座,計劃構(gòu)成30顆衛(wèi)星組成的星座,以達到近實時偵察能力。
二是創(chuàng)新發(fā)展軌道飛行器偵察技術(shù)。X-37B軌道飛行器由波音公司研制,搭乘火箭進入太空,可運行在地球衛(wèi)星軌道上,完成任務后能夠重返大氣層自動返回地面,因此X-37B又稱為“空天飛機”。該飛行器具有發(fā)射方便、在軌時間長、快速機動能力強等特點,能夠在200~1000 千米高度區(qū)間高速變軌??纱钶d高分辨率光學成像、雷達成像等偵察設備,通過變軌靈活調(diào)整重訪周期。還可攜帶小型光學成像衛(wèi)星,將其釋放至固定軌道上。X-37B具備極強的對地偵察監(jiān)視能力,已經(jīng)過幾年測試初步達到實戰(zhàn)化水平。
美國航天偵察應用從支持戰(zhàn)略決策向支援戰(zhàn)術(shù)行動拓展。美國航天偵察系統(tǒng)的建立和早期發(fā)展,是在美蘇爭霸的歷史背景下,基于戰(zhàn)略偵察的需求和戰(zhàn)略威懾的目的,主要服務于決策機構(gòu)和國家、軍隊情報部門。隨著冷戰(zhàn)結(jié)束以及航天、電子等相關(guān)技術(shù)發(fā)展,美國航天偵察能力不斷提升,運用逐漸走向?qū)崙?zhàn),在海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭中都發(fā)揮了重要作用,使得敵方戰(zhàn)場單向透明,進而促使美軍取得壓倒性的信息情報優(yōu)勢?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭對制信息權(quán)的需求越來越高,因此,美軍開始發(fā)展直接支援部隊戰(zhàn)術(shù)行動的衛(wèi)星,美陸軍的紅隼眼-2M戰(zhàn)術(shù)納衛(wèi)星星座將使旅及更低級別指揮官具有掌控衛(wèi)星應用的權(quán)利。
美國商用遙感衛(wèi)星已經(jīng)成為其航天偵察力量的重要組成部分。1994年3月,美國總統(tǒng)克林頓取消了對商用遙感衛(wèi)星分辨率不得優(yōu)于1米的限制,成為民商遙感衛(wèi)星發(fā)展的里程碑節(jié)點。經(jīng)過20多年探索發(fā)展,美國商用光學遙感衛(wèi)星Worldview系列已達到0.31米的高分辨率。美國家偵察局等情報部門通過商業(yè)采購方式,極大豐富了航天偵察情報數(shù)據(jù)來源。2019年,國家偵察局還向Black Sky Global、Capella Space、Hawkeye360、Maxar Technologies、Planet等5家商業(yè)遙感公司授予圖像論證合同,計劃采購衛(wèi)星圖像,以滿足美政府及軍方獲得快速重訪數(shù)據(jù)和商業(yè)SAR圖像數(shù)據(jù)等需求。
經(jīng)過半個多世紀發(fā)展,美軍已建立了強大、完備的航天偵察力量體系,偵察衛(wèi)星關(guān)鍵指標世界領(lǐng)先,光學、SAR、電子偵察等多技術(shù)手段協(xié)調(diào)發(fā)展、有力配合,以國家偵察局為主的航天偵察職能機構(gòu)各司其職、通力協(xié)作,形成了成熟、高效的運行機制。同時,美軍不斷彌補運用中暴露出的不足,并大力開展技術(shù)創(chuàng)新,以維持其領(lǐng)先地位和天基信息優(yōu)勢。
航天偵察力量能夠為美軍提供有力的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)情報支援,并已在多次局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要作用,對其他國家安全和現(xiàn)實利益構(gòu)成潛在威脅。我國應當深入研究其戰(zhàn)法、威脅,制定規(guī)避和反制措施,堅決捍衛(wèi)陸??仗烊臻g安全,密切跟蹤其先進技術(shù),正視差距迎頭趕上,努力實現(xiàn)我國由航天大國向航天強國的轉(zhuǎn)變。
責任編輯:劉靖鑫