杨歌 李伊涵(北京市遥感信息研究所)
介子-NKS海洋监视卫星
俄罗斯是最早从事航天遥感的国家之一,军用航天遥感在其国家战略和军队建设中始终占据重要地位。近年来,俄罗斯面临严峻的国际形势,顶住了美国及其盟国政治孤立、经济封锁等种种战略遏制手段,在经济增长缓慢、航天预算削减的整体环境下,以提高国防实力和保持航天国际竞争力为中心,统筹考虑军民一体,有重点地发展军事航天力量,始终把航天遥感放在优先发展位置。
俄罗斯将国家安全置于国家战略的优先地位,把太空优势作为确保国家安全的重要手段。太空战略针对优先目标,增加航天建设投入,力求在国家经济困难的形势下保存航天科技工业的实力,强化航天遥感地位作用,加快航天遥感装备体系更新换代。
普京总统多次强调发展航天事业的决心。航天事业的发展与繁荣有着巩固俄空天战略利益,为维护国家安全稳定提供战略支撑的现实需求。俄罗斯航天政策体系主要包括中长期航天发展战略、国家航天活动规划计划、领域专项规划、空间法律法规等。《俄罗斯联邦空间活动法》成为俄罗斯国内航天活动法律制度的基础。中长期发展战略包括《2016-2025年俄罗斯联邦航天规划》《2030年前及未来俄航天活动领域国家政策的基本规章》《2030年前使用航天成果服务俄联邦经济现代化及其区域发展的国家政策总则》等。俄罗斯航天局在《2030年前及未来俄罗斯航天活动发展战略》中制定了“四步走”的发展计划,分别以2015年、2020年、2030年及2030年以后4个时间段为发展节点,其中2020年属于巩固地位、2030年属于实现突破阶段,对俄罗斯未来航天发展进行规划安排,力求恢复俄罗斯航天大国地位。在这些规划指导下,俄罗斯各项航天计划得以稳步推进。
俄罗斯在《俄联邦军事学说》中首次提出“非核遏制”概念,指出在信息领域和空天领域等的对抗是现代军事冲突的重要特征之一。为提升战场态势感知能力,俄罗斯迫切需要航天遥感能力来支持军事行动。《2030年前及未来俄罗斯航天发展战略》等战略政策,都将发展航天遥感作为未来航天活动的重点方向之一。2021年,俄罗斯制定《2021-2030年俄罗斯航天活动统一国家规划》,该规划按照俄罗斯国家军备计划原则,对未来10年的航天项目进行规划,随后每5年对规划内容进行调整更新。在对未来的航天发展中,制定了未来航天发展的优先任务领域,航天遥感是优先任务领域之一,具体为推进“球体”(Sphere)大规模多功能卫星星座项目。在领域专项规划中,俄罗斯专门出台《地球遥感数据条例》,用于管理、规范地球遥感数据获取、使用、分发。
苏联解体后,俄罗斯军事航天能力严重下滑,特别是军用遥感卫星发展停滞,致使航天遥感能力出现缺口。进入21世纪,俄罗斯提出重振航天强国的战略目标。通过实施一系列航天计划,俄罗斯军事航天能力步入恢复期。近5年,俄推动遥感卫星装备更新换代,2021年至今,俄罗斯成功发射了4颗侦察卫星,分别是莲花-S1-4(Lotos-S1-4)电子侦察卫星、介子-NKS(Pion-NKS)电子侦察卫星、助跑-1(Razbeg-1)光学成像侦察卫星和“中子”(Netiron)雷达成像侦察卫星,使得俄航天遥感能力水平和整体实力得到了显著提升。俄罗斯探索验证利用小卫星构建军事遥感星座的能力,发展一系列中高分辨率的卫星星座,多措并举提升其侦察能力。
俄罗斯于2015年组建空天军,进一步理顺空天力量职责定位与指挥关系,并通过集中式管理,加快推动新一代军事航天装备研发。
在未来高技术战争条件下,作战行动将以空中和太空为主要战场,空中和太空的界限将变得非常模糊。为抗击对手来自空中和太空的高精度武器的突击,俄罗斯应具备防空、反导和太空防御“三位一体”的能力。因此,俄空天力量的“一体化”建设日益受到重视。2015年8月1日,俄罗斯空天军正式组建成立并开始投入实战运行。新成立的空天军以空军和空天防御部队为基础,全面整合了航空、航天、反导和防空等各类力量,职能上涵盖了卫星的发射与管理、导弹预警、太空监视等,是完善国家空天防御系统的最佳方案。至此,俄罗斯正式形成海、陆、空天三军种,战略火箭军、空降军二兵种的军事力量格局,集中管理有限资源,改善重复建设的问题,进而推动新一代空天武器装备的研发。空天军对职能任务、力量编成进行了规划统筹与配套推进,旨在实现对全军空天防御力量建设发展的统一领导,为构建新型国土防空体系提供组织保障。
俄罗斯注重对侦察卫星的统一管理控制,确保成像与电子、侦察与预警监视等不同航天侦察手段的密切协同。俄罗斯侦察卫星、通信卫星、测绘卫星分别隶属于总参谋部情报局、武装力量通信总局、总参军事测绘局管理和使用。其中,侦察卫星具体由总参谋部情报总局的航天情报局负责,它在某些方面相当于美国的国家侦察局,负责包括成像侦察卫星和电子侦察卫星的运行和情报生成。航天情报局的“神经中枢”位于莫斯科的航天侦察中心,也称为“K-500”目标。其下设有476特种航天侦察情报中央接收站、740特种航天侦察情报独立接收站、91空天及地理侦察情报中心、350空天及地理情报中心、1025航天侦察情报收集与处理中心等部门。
俄罗斯国防部组织结构图
立足国情、围绕作战任务发展装备,是俄罗斯军事航天体系建设的显著特点。俄罗斯处于侦察监视系统升级换代的过渡阶段,在目前已发射卫星的基础上,俄罗斯规划了各型号后续卫星系统,待新系统陆续部署后,将极大提升俄罗斯的侦察监视能力。
俄罗斯初步构建了光学侦察卫星、雷达侦察卫星、电子侦察和军民两用遥感卫星组成的天基侦察体系。截止目前,俄罗斯共有5颗成像侦察卫星在轨运行,包括2颗“角色”(Persona)光学成像卫星、1颗助跑-1光学成像卫星、2颗雷达成像卫星。“角色”卫星是俄罗斯分辨率最高的光学成像卫星,可见光分辨率为0.33m。卫星使用寿命7年,角色-1卫星已失效,角色-2卫星于2013年6月发射,已超期服役。角色-3卫星于2015年6月发射,接近服役最高年限。2018年,俄罗斯发射了宇宙-2525(Kosmos-2525)新型军用光学成像侦察卫星,用于验证利用小卫星构建军事侦察星座的能力,该卫星于2021年4月1日停止工作。2021年9月发射的助跑-1光学成像侦察卫星便是基于“高分辨率传输型侦察卫星”(EMKA)平台研制,分辨率为0.9m。
雷达成像卫星包括1颗秃鹰-E1(Kondor-E1)卫星和1颗中子-1卫星。秃鹰-E1卫星于2014年12月发射,使用寿命5年,处于超期服役阶段。该卫星载有SAR-10合成孔径雷达,有3种成像模式,聚束模式分辨率为1m,条带模式分辨率为1~3m,扫描SAR模式分辨率为5~30m。为防止俄罗斯侦察能力断档,俄罗斯在2022年2月俄乌战争爆发前夕发射了1颗中子-1雷达成像卫星。这颗卫星是俄罗斯机械制造工艺科学生产联合体(NPO Mash)开发的新一代雷达成像卫星,将替代“秃鹰”系列卫星。由此可见,俄罗斯成像能力非常有限,这颗卫星的发射,及时补充了在轨雷达成像能力的缺失。
苏联解体后,俄罗斯航天工业发展受技术、资金等诸多因素影响近乎停滞。目前,俄罗斯正在发展“拉兹丹”(Razdan)光学侦察成像卫星。该卫星将取代目前在轨的“角色”卫星,作为未来光学成像侦察卫星的主力。空天军所辖的航天兵正与进步火箭航天中心推进卫星研发,卫星配备直径为2.35m的新型光学主镜。卫星性能与美国“锁眼”(KH-11)侦察卫星性能相当(KH-11卫星是美国第一代传输型侦察卫星,1976—1988年共发射9颗,成功8颗,卫星分辨率为0.15m)。俄国防部原计划在2019年、2022年和2024年发射前3颗“拉兹丹”卫星。目前,该项目已被推迟。
“角色”光学成像卫星
秃鹰-E1雷达成像卫星
航天遥感对于俄罗斯海军尤为重要。俄罗斯海军缺乏侦察兵力和装备,现有系统只能保证对近岸水域和个别小范围远海区域进行监视。唯一能确保完成各种新任务的海上侦察类型是航天遥感,特别是在远离俄罗斯海岸区域和与敌人对抗的情况下。目前,俄罗斯致力于构建由莲花-S电子侦察卫星和介子-NKS海洋监视卫星组成的新一代“藤蔓”(Liana)电子侦察卫星综合星座系统。“莲花”卫星在轨5颗,侦察频段覆盖0.1~12GHz,最大覆盖半径达3000km,定位精度3~7km,完成6星组网配置后,时间分辨率将优于2h,其能力类似美军“白云”(White Cloud)系列海洋监视卫星。“介子”卫星是俄罗斯新一代海洋监视卫星,旨在替代已退役的“雷达型海洋监视卫星”(RORSAT)和“电子型海洋监视卫星”(EORSAT),为俄罗斯海军提供电子情报和目标指示能力。卫星搭载季风-LS(Musson-LS)载荷,由14V228无源载荷和11V521合成孔径雷达组成,通过接收和分析无线电信号,探测敌军军事装备类型并提供其具体位置坐标,实现天基海洋目标监视能力。
莲花-S电子侦察卫星
俄罗斯正在发展刺球-V(Repei-V)和刺球-S电子侦察卫星,将分别发射进入大椭圆轨道和地球静止轨道,用于探测无线电发射源,以及截获卫星通信信号。
根据俄联邦专项发展规划,俄罗斯将为“天基一体化”建设项目提供政策支持和资金保障,组建通信、遥感和导航卫星星群,争取到2029年使在轨航天器数量超过600个。在一体化建设框架下,俄罗斯计划以小卫星为突破口,利用立方体卫星平台,发展一系列中高分辨率的卫星星座。“球体”星座由俄罗斯航天国家集团于2018年提出,2021年4月6日正式通过俄罗斯联邦政府批准。该项目计划向太空部署388颗卫星,其中包括3颗“检阅”(Smotr)对地观测卫星、84颗金雕-O(Berkut-O)和金雕-VD光学成像卫星以及12颗金雕-X和金雕-XLP雷达成像卫星。2022—2024年,该项目每年获得70亿卢布拨款。“斯基泰人”(Skif)卫星最先发射,计划在2022年10月发射升空,2027年前将在8070km高度轨道上组建起由12颗“斯基泰人”卫星组成的星座,提供全球通信和互联网访问服务,旨在与“一网”(OneWeb)和“星链”(Starlink)星座竞争。
资源-P卫星
俄罗斯在推进在轨军用侦察卫星升级换代的同时,加紧部署军用测绘卫星和军民两用遥感卫星,计划构建军民协同的航天遥感体系,以满足未来军事作战和国家安全的需要。俄罗斯高度重视测绘卫星的发展,目前有2颗猎豹-M(Bars-M)和2颗测地-IK-2(GEO-IK-2)卫星在轨运行,用于地理测绘和大地测量,为军事作战提供战场环境探测信息。猎豹-M是光学测绘卫星,最高分辨率1.1m。俄罗斯正在研制后续的猎豹-M卫星,共规划6颗,以重建俄罗斯高精度测绘制图的能力。
俄罗斯形成了资源-P(Resurs-P)系列与“老人星”(Kanopus)系列组成的详查与普查相结合的对地观测体系。资源-P系列发射了3颗,目前仅资源-P-3卫星未超期服役。卫星全色模式下分辨率优于1m,多光谱模式下分辨率为3~4m,幅宽38km,使用寿命为5年。遥感卫星除了监测土地使用、森林植被、重大灾难和紧急突发事件,还能满足军事任务需求。在军事行动中(如:打击叙利亚恐怖组织、俄乌冲突),俄罗斯军方也积极调用民用遥感卫星资源,在目标侦察、作战能力评估、毁伤效果评估等方面成为军用侦察卫星的有力补充。
近几场局部战争,包括目前还在持续的俄乌冲突,俄罗斯均动用航天遥感力量获取战场情报并为作战行动提供支援。遥感卫星日均过境乌克兰10余次。在实施精确打击后,遥感卫星成为战场毁伤评估的重要手段。可以预见,航天遥感在信息化战争中发挥的作用越来越重要,俄罗斯必将按照发展战略规划,加快发展新型遥感手段,努力提升其航天遥感应用水平。