中國衛星解析度0.1米,導航精度3釐米,美國還有太空優勢嗎?

2020-12-22 科羅廖夫

在以前,有這樣一個傳說,作為人類有史以來解析度最高的偵察衛星,美國「鎖眼」衛星的地面解析度能達到0.1米,也就是能看清10到15釐米的物體,可以看到地面車輛上的車牌,甚至是報紙上的大字標題。現在,我們也有中國版的「鎖眼」了。

在今年的9月7日,我國在太原衛星發射中心,用長徵四號乙運載火箭將一枚高分十一號遙感衛星02星送入太空。相比在2018年7月31日發射的高分十一號衛星,02星是一顆高解析度光學遙感衛星,採用橢圓軌道,遠距離地面像元解析度可達亞米級,近距離解析度可到分米級,準確來說就是0.1米。

該星的應用領域非常廣泛,可在防災減災、國土資源普查發揮重要作用。將與高分十一號衛星01星實現在軌組網,大幅提高觀測效率。高分十一號02星應用了我國自主研製的第四代數傳產品,較之前一代產品,數據處理能力提高至少6倍,數據傳輸能力提高3倍。

在不久前出版的《中國測繪》雜誌,以「對地觀測衛星系統——14顆衛星花樣齊全高分家族個個本領大!」為主題專訪了我國李德仁院士。 李德仁院士介紹,我國高解析度對地觀測系統一共規劃了14顆衛星,就是我們現在所說的高分對地觀測衛星,其中1~7顆是民用衛星,8~14顆是軍用衛星。這14顆星可以說是「軍民融合、花樣齊全」,包含了光學、雷達衛星,從地球同步軌道衛星到太陽同步軌道衛星,基本上滿足了中國國防建設、經濟發展與百姓生活的需求。 這批光學衛星的空間解析度達到0.1m~0.5m;雷達衛星的解析度達到0.5m~1m,且具有全極化數據;兩顆地球同步軌道衛星解析度分別為50m和15m;高光譜遙感衛星成像波段超過360個以上;16m解析度寬幅遙感衛星的地面幅寬達到800km。

目前,我國最新的光學衛星空間解析度達到0.1米到0.5米,而雷達衛星的解析度也達到0.5米到1米。北鬥三號導航定位衛星,可以實現3釐米精度的導航定位,甚至可以通過差分技術,將相對精度提高到1釐米以下級別。衛星技術已經處於國際一流水平。

那麼,很多網友關心,在中國衛星技術日新月異,飛速進步的今天,美國目前在太空還有技術優勢嗎?

當然是有的,儘管中國的進步很快,但美國人也沒閒著,一是擁有更多的數量優勢,二是擁有更強大的技術優勢。

早在2018年,中國運載火箭技術研究院原副院長梁小虹在在接受媒體採訪時就表示,我國最新型遙控衛星已經實現了地面分別率的投票,精度已經從過去的10米解析度,只能大概看清楚是坦克,還是卡車。突飛猛進到了0.1米精確度,這就意味著可以清楚的分辨出人群的不同,還有汽車牌照。

當地時間12月10日,在大名鼎鼎的佛羅裡達州卡納維拉爾角,ULA聯合發射聯盟的德爾塔-4重型運載火箭在歷經近半年的擱淺推遲後,終於發射執行NROL-44任務,成功將美國國家偵察局一顆神秘軍用衛星送入預定軌道。

雖然無論是ULA聯合發射聯盟還是美國國家偵察局都對這顆衛星閉口不談。但外界至少還是知道了這顆神秘的軍用衛星是美國國家偵察局「獵戶座」系列偵察衛星的最新成員——獵戶座10號。 美國國家偵察局的「獵戶座」系列偵察衛星又被稱為「導師」、「高級獵戶座」等,它屬於一種專門收集區域電子訊號的電子偵察衛星。

在被部署到3.6萬公裡的地球同步軌道上後,它可以定點停留在某一區域的上空,不知疲倦地展開間諜任務——遙測、甚高頻無線電、蜂窩行動電話、尋呼信號、移動數據鏈路等各種電子通訊訊號都在它的截獲範圍內。為了執行這種監聽任務,它擁有一個展開後直徑可達100米的巨大天線,宛如一個大耳朵,偷偷竊聽一切聲音。由於平時披露的信息極少,加上也非常低調,外界一直對其了解不多,不少人甚至從來沒有聽過這款軍用衛星。

此次「獵戶座10」號電子偵察衛星的升空,也再度引起了外界對美國軍用衛星發展的關注。和陸、海、空等領域一樣,在太空領域,美軍同樣擁有強大的實力優勢。因為這些潛伏在頭上的裝備並不惹眼,外界平時對其並不感冒,但是要知道,它們的地位、作用、意義可一點都不比B-2隱身轟炸機、「尼米茲」級航母這些耳熟能詳的傳統「大殺器」差。

根據最新的統計數據,截止到目前為止,全球一共擁有2684顆在軌活躍衛星。其中美國擁有1494顆,位居世界第一;中國擁有368顆,排名第二;第三名則是俄羅斯,擁有169顆。

值得說明的是,美國這1494顆在軌活躍衛星裡面包括有600顆以上SpaceX公司的星鏈衛星,今年星鏈衛星的大規模入軌,才使得美國衛星總數高出中國一個數量級,要知道在2019年美國衛星總數其實只有900多顆,數量優勢並不是特別大。

除去600多顆星鏈衛星,剩下的900多顆衛星中,僅僅是美國軍方公開承認擁有所有權的衛星就至少有159顆,快趕上俄羅斯衛星總數了。更不用說剩下的740多顆裡,還有近150顆屬於美國政府部門,包括了上面說到的美國國家監察局。其旗下擁有的一系列著名間諜衛星並不包括在美國軍方承認的159顆裡面。

如果說美軍擁有的大量軍用衛星裡面包括很多軍民共用的衛星,有民間服務性質,由31顆衛星組成的GPS衛星導航系統就是典型例子。那麼美國國家監察局擁有的衛星,則基本都是為軍事服務,為戰爭而生的。

美國國家監察局手握很多著名軍用衛星,例如最為著名的光學偵察衛星——「鎖眼」系列就在其中,目前仍然有多顆「鎖眼」系列——KH-11、KH-12衛星在軌工作,組成一個龐大、無死角的監視天網。儘管中國的高分十一號02星就是中國的「鎖眼」,外形也挺像的,但是它的體型卻比「鎖眼」小多了。「鎖眼」KH-11衛星非常巨大,長19.5米,直徑3米,重量約12噸,KH-12衛星更是提升到17噸到19.6噸。比我國的「天宮二號」空間實驗室還要重。

而高分十一號02星的重量,通過使用長徵四號乙運載火箭(太陽同步軌道發射載荷2.2噸)發射 ,就能推斷出重量並不大,只有二噸多,只相當於美國「鎖眼」的幾分之一。對於遙感衛星來說,重量越重,說明攜帶的燃料越多,進行機動變軌的能力越強。在這方面,中還好需要繼續努力,發展重型遙感衛星。

代號為「長曲棍球」的合成孔徑雷達偵察衛星也隸屬於國家監察局,該型號軍用衛星在1988年~2005年間先後有5顆發射入軌,至今仍有3顆在軌工作,解析度可達0.3米,仍然是目前解析度最高的天基合成孔徑雷達。更不用提美國國家監察局還擁有「獵戶座」、「入侵者」等一系列電子偵察衛星。

這些軍用衛星性能出色,價格自然不菲,不過其價格不菲程度恐怕超出很多人的想像。例如在2005年升空的一顆KH-11衛星其造價就比同期的一艘「尼米茲」級航母還要貴一億,其餘軍用衛星價格也同樣足以令人咂舌。美軍為偵查、收集情報還真的是不惜血本。其他國家暫時還難以有這種長期、規模恐怖的資金投入,所以在軍用衛星方面,仍難免落後美軍一大截。

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