法国构建完善卫星侦察体系

文/ 庞之浩

2020 年12 月29 日，法国第二颗新一代光学成像侦察卫星——“光学空间组件-2”，在法属圭亚那由俄罗斯联盟号ST-A 运载火箭送入480 千米高的太阳同步轨道，开始了为期10 年的全球侦察任务。

法国很重视光学成像侦察卫星，目前已经发展了好几代，对提高欧洲军事航天实力作出了重要贡献。

“太阳神”系列

军事航天系统，无法在地球上跨度较大的区域内进行有效的作战指挥。

在1999 年爆发的科索沃战争中，欧洲部队主要依靠美国侦察卫星提供的情报实施作战。随后，为摆脱这一被动局面，欧洲加快了建设自己的军事侦察卫星系统步伐。

与美苏通过发展军用卫星再带动民用卫星的发展途径不同，法国的“太阳神”是利用其斯波特-4 民用遥感卫星平台研制而成的光学成像侦察卫星。法国与西班牙和意大利合作，用了10年时间研制的首颗第1 代光学成像侦察卫星——“太阳神-1A”于1995 年7月7 日发射，卫星重2.5 吨，运行在高680 千米、倾角98 度的太阳同步轨道，重访周期48 小时，分辨率1 米，设计寿命5 年，星上装有2 台磁带记录仪。

▲ “太阳神-1B”在轨示意图

1999 年12 月3 日，“太阳神-1B”顺利升空，并在发射后第2 天就传回了首批图像。“太阳神-1B”的结构与“太阳神-1A”基本相同，只是增加了静态大容量固态存储器，以弥补“太阳神-1A”上2 台磁带记录仪的不足。这种大容量存储器允许卫星在飞经地面站时按照地面控制人员所选择的任意顺序下载卫星图像，而磁带记录仪只能以卫星拍摄顺序下载图像。这两颗卫星在轨道上协同工作，将重访周期由48 小时缩短为24 小时。

在科索沃冲突中，第1 代“太阳神”首次作为一种实战工具，能每天至少送回一次有价值的图像数据，被成功地用于空袭计划制定和轰炸效果分析等。这在很大程度上应归功于1998 年投入使用的一种既可空运亦可陆运的战术性移动式卫星图像接收站，它使得战区内的野战指挥官坐在如同小型公共汽车大小的活动机房内就能在“太阳神”过顶时直接接收到卫星图像。此外，一些前方的空军基地和福煦号航空母舰上也具备独立的图像接收能力。

由于仅装有可见光遥感器，所以第1 代“太阳神”无法穿透黑夜和浓云，为此，欧洲又研制了第2 代“太阳神”。2004 年12 月18 日，首颗第2 代“太阳神”光学成像侦察卫星——“太阳神-2A”由阿里安-5 火箭发射升空，卫星采用更先进的斯波特-5 卫星平台，重4.2 吨，功耗3 千瓦，每天绕地球14 圈，可拍摄100 幅图片，用X 和S 频段传输图像数据，分辨率提高到0.5 米，设计寿命5 年。

▲ 2020 年12 月29 日，“光学空间组件-2”发射升空

“太阳神-2A”携带1 台分辨率达0.5 米的全色CCD 相机、1 台高分辨率红外相机和1 台中分辨率宽视场全色CCD 相机，还装有固态数据记录仪和用以改进数据处理、提高存取速度及增强与其他成像系统相互工作能力的相关硬件。由于增加了红外相机，使卫星具备昼夜侦察、伪装识别、导弹发射监视和核爆炸探测的能力，同时它也支持目标定位、制导、任务计划和战斗损伤评估。另外，“太阳神-2A”在姿态控制系统方面有较大改进，姿态控制精度大幅提高，并具备姿态机动成像能力。

2009 年12 日18 日，“太阳神-2B”发射升空，进入高681 千米的太阳同步轨道，进一步加强了空中监测能力，可每日监视全球状况。

▲ 技术人员对“太阳神-2A”进行检测

▲ “太阳神-2B”在轨示意图

新一代光学成像侦察卫星

2018 年12 月19 日，“光学空间组件-1”卫星升空，标志着法国新一代光学成像侦察卫星开始部署。卫星运行在高800 千米的轨道，分辨率达到0.35 米，旨在提供较宽覆盖和战区快速重访能力，满足法国和欧洲的国防情报需求。

此次发射的“光学空间组件-2”卫星运行在较低的480 千米轨道，分辨率高达0.2 米，可以多种观察模式提供可见光和红外图像，适于进行目标识别和辅助分析决策。

计划于2022 年发射的“光学空间组件-3”拟部署在800 千米轨道上，着重提高重访能力。

“光学空间组件”由空客防务、航天公司和泰雷兹·阿莱尼亚空间公司承造，空客防务是卫星总承包商，提供“天体卫星-1000”平台和航电设备，并负责总装测试和交付，泰雷兹·阿莱尼亚空间公司提供高分辨率光学仪器。此外，由法国航天局设计卫星系统架构，负责监管卫星空间段和地面段，及卫星定位、在轨检查和操作。法国国防采办局负责监督用户地面段的建设和维护，提供卫星和用户间的接口。

▲ 整流罩内的“光学空间组件-1”

▲ 组装完毕的“宇宙-地中海”雷达成像卫星

3 颗“光学空间组件”的设计基本相似，发射质量都是3.5 吨，具备可见光和红外波段的高清成像能力，设计寿命10 年。

“光学空间组件”有较强的自主轨道控制能力，可精确保持轨道位置，同时还具有灵活的指向功能，允许快速转向，可为三维立体监视产品提供不同视角的视图。

▲ 两颗“光学空间组件”在轨示意图

法国国家空间研究中心从法国图卢兹的一个中心对“光学空间组件”进行控制，法国军方在法国克里尔的一个空军基地接收卫星图像。此外，由于对地面站进行了优化，“光学空间组件”图像下传时间从“太阳神-2”的6 小时提高到90 分钟。

“光学空间组件”也是欧洲联合发展的“多国天基成像系统”中的重要组成部分。2006 年12 月，法国、德国、意大利、比利时、西班牙开展了“多国天基成像系统”的结构和可行性研究，并在2009 年欧洲防务局指导委员会上正式通过了这一项目。该项目旨在推进欧洲一体化军用对地观测卫星体系建设，满足各国在安全防务等领域的应用需求。

“多国天基成像系统”主要由法国、意大利和德国联合打造，法国负责光学成像侦察卫星，德国和意大利主要发展雷达成像侦察卫星，并通过多国间的共享协议来换取各自不具备的情报数据。

逐步完善卫星侦察体系

2001 年，法国和意大利决定联合研制一个价值10 亿美元的军民两用成像卫星系统——“光学和雷达联合地球观测系统”，包括2 颗法国的“昴宿星”高分辨率光学成像卫星和4 颗意大利的“宇宙-地中海”高分辨率雷达成像卫星，卫星的图像产品由两国共享。

▲ “昴宿星”星座

2011 年12 月17 日、2012 年12月1 日，法国昴宿星-1A、1B 军民两用光学成像卫星先后上天，每颗卫星重约970 千克，分辨率0.7 米，两星以180 度相位等间隔运行在高694 千米、倾角98.2 度的太阳同步轨道，轨道重复周期26 天，设计寿命5 年。主要为欧洲军方和国际商用客户提供服务，军事应用由法国国防部负责，民用和商业应用由斯波特图像公司负责，与“斯波特”系列卫星相互补充。

在升级换代低轨光学卫星的同时，法国也在推进建设由低轨、椭圆轨道和地球静止轨道构成的光学成像侦察卫星体系。其中，低轨光学成像卫星主要由“光学空间组件”星座和新一代“昴宿星”星座组成。后者为四星组网体制，由空客公司研制，每颗卫星每天可拍摄50万平方千米的影像数据，分辨率达0.3米。星座采用先进的激光通信技术，可直接连接“欧洲数据中继系统”。该系统又名“太空数据高速公路”，通信带宽达每秒1.8 吉比特，可实现每天40太字节的准实时数据传输，确保该星座具有最快反应速率、最低响应延迟和高容量数据传输能力。与现有“昴宿星”星座相比，该星座每天的重访次数是其2 倍，重新规划任务的速度是其6 倍。

法国椭圆轨道光学成像卫星项目是HRT 卫星，这颗卫星的突出特点是在轨道高度6353 千米的远地点实现1米空间分辨率和50 千米幅宽的高分辨率观测能力，持续观测时间达到45 分钟。椭圆轨道卫星的优势是在远地点弧段驻留目标上空的时间较长，可在近一半的轨道范围内观测感兴趣的地区。

法国还将发展地球静止轨道光学成像卫星，但技术难度高、体积大、质量大，且成本高昂。空客公司提出了静止轨道空间监视系统卫星的应用前景，并初步具备研制能力。该卫星发射质量8.84 吨，分辨率3 米，幅宽100 千米，能够持续覆盖南北纬50°范围内的区域，具有移动目标监视能力，设计寿命达15 年。

总之，太空力量正在现代军事中发挥着越来越重要的作用，逐渐成为维护国家安全和建立军事优势的重要领域。由于法国具有较强的航天能力，同时作为一个有长期独立自主传统的欧洲大国，十分希望加强自身在太空的战略地位和军事能力，而构建完善卫星侦察体系就是其中的重要一环。★