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印将发射高轨遥感卫星,为研制预警卫星探路?

2020-11-22 09:30:15 来源: 澎湃新闻 举报
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(原标题:高边疆之谋㉜|印将发射高轨遥感卫星,为研制预警卫星探路?)

印度正积极打造国产反导系统,但战略预警系统只有陆基雷达,缺乏导弹预警卫星,体系并不完善。

作为一个拥有比较强航天技术的大国,印度的航天发射和卫星研发能力能够支撑其探索导弹预警卫星,而原计划今年发射的GISAT-1高轨道地球观测卫星很可能带着这样的使命。

准备装入卫星整流罩的GISAT-1卫星。

不断被推迟发射的GISAT-1

11月7日,印度空间研究组织(ISRO)成功发射一颗名为RISAT-2BR2的雷达遥感卫星。这是印度今年首次进行航天发射,如果不是“技术原因”,印度今年首次发射的是GISAT-1卫星,而不是RISAT-2BR2。

今年3月,一再推迟发射的印度GISAT-1地球观测卫星,由于“技术原因”又被推迟。该卫星原计划于2017年或2018年发射,但被推迟到2020年3月5日。从现在的消息看,其发射很可能推迟到明年。

如果发射成功,GISAT-1将成为印度研制的第一颗在地球静止轨道上运行的地球观测卫星。目前,印度所有的遥感卫星都处于距地球约600公里的轨道上运行。一般来说,同等分辨率的卫星,轨道越低,拍摄图像的分辨率越高,能达到米级甚至亚米级,比如去年印度发射的“制图卫星”-3最高分辨率达到了0.3米。但这些轨道较低的卫星重访周期长,在对某地首次拍摄后,需要间隔数小时甚至数天,才能再次对同一地点进行拍摄。对于需要实时监控的某些重大突发灾害而言,无法满足。如果把遥感卫星送到地球同步轨道,卫星相对地面保持静止,就如同悬停,对固定区域长时间监视。

GISAT-1卫星接收测试。

GISAT-1卫星重约2275千克,寿命7年,和其他高轨道光学遥感卫星一样,GISAT-1卫星配备了一个尺寸较大的光学镜头,据称是基于成熟的Cartosat-2基础上研制,口径700毫米,主要的变化是增加了分光部分,同是满足多光谱、高光谱需求。GISAT-1卫星的扫描成像方式类似于气象卫星的扫描辐射计,最快一种成像模式也需要7分钟。这与一些凝视成像的高轨道遥感卫星还是有一些差距的,比如高分-4号,凝视成像的一次成像只要几秒钟,速度快多了。

GISAT-1卫星的分辨率为50米至1.5千米,成像谱段包括可见光和近红外,计划定点在85.5°E的赤道上空。高光谱近红外相机,分辨率318米;高光谱短波红外相机,分辨率191米。根据印度媒体的说法,该卫星主要用于监测自然灾害、地理变化以及持续监控边境地区,可以50米的空间分辨率每30分钟发送一幅印度大陆图像。印度计划发射的两颗地球观测卫星中的第一颗,还有一颗命名为GISAT-2。

上面介绍了GISAT-1卫星方方面面,那么这颗卫星与导弹预警卫星之间有什么联系呢。GISAT-1卫星可见光分辨率约50米。参考美国DSP导弹预警卫星,DSP预警卫星主要采用短波红外和可见光探测,DSP的地面分辨率在3-5千米。DSP预警卫星采用是扫描成像方式,GISAT-1卫星也是配备了红外相机,也是采用扫描成像方式,都能探测到弹道导弹发射的高温尾焰,两者都在高轨道运行。弹道导弹的尾焰通常在1700摄氏度以上,在背景中分离出导弹目标,系统灵敏度不大于-73度以上就可以完成任务。从这个对比来看,在GISAT-1卫星基础上是可以研制出一款预警卫星的。

但要指出的是,DSP属于上一代导弹预警卫星,新型导弹预警卫星如美国的SIBRS已经采用凝视成像红外相机取代扫描成像,性能更强。如果印度在GISAT-1卫星发展导弹预警卫星,性能与世界先进水平还是有较大差距的,但却可以解决有无问题。

GISAT-1卫星结构示意图。

印度提升反导能力需发射预警卫星

反导系统是一个复杂的大系统,主要由反导预警系统、导弹拦截系统和指挥控制系统组成,是反映一个大国综合实力的象征。在多个军事大国研发部署反导系统的背景下,加上为了削弱宿敌巴基斯坦弹道导弹的打击能力,印度在积极打造反导系统。今年1月,近期印度完成了国产弹道导弹防御系统的研制,所有测试都取得了成功。印度空军和负责研发该系统的“国防研究与发展组织”(DRDO)计划向政府提出一项联合提议,寻求批准在首都新德里附近部署该系统,预计完成部署需要3至4年的时间。

早在1996年,印度就提出要参照美国的战区导弹防御系统和国家导弹防御系统构想,探索研制本国独立的反导系统。特别是1999年卡吉尔冲突之后,印度下定决心要加强防空力量建设,并提出了“弹道导弹防御系统”计划。根据印度国防研究与发展组织(DRDO)此前公开的信息称,印度正在打造的反导系统由负责大气层外防御的PAD拦截弹(后面改为更先进的PDV拦截弹)和负责大气层内防御AAD拦截弹组成。这种双层反导体系和美国、俄罗斯模式相同,目的是增加拦截次数,提高拦截的效果。

印度PDV拦截弹,主要负责高层反导。

AAD拦截弹主要负责低层反导。

PAD拦截弹由印度“大地”近程弹道导弹发展而来,射高80千米左右。由于“大地”导弹的第一级液体发动机性能平平,外界对PAD拦截弹的拦截能力并不看好,后期印度使用性能更先进的PDV拦截弹取代PAD也证明了这一点。PDV拦截弹是PAD拦截弹的改进型号,使用固体发动机替换PAD拦截弹的第一级液体发动机,提高拦截弹的飞行速度。据报道,PDV拦截弹的最大飞行速度超过6马赫,射高超过150千米,采用红外成像制导,并使用了当下流行的动能杀伤器(KKV)。

AAD拦截弹是单级固体燃料导弹,弹体长7.5米,重约1.2吨,能够击中15到30公里半径区域内的目标。AAD拦截弹在2007年12月进行首次试射,至今共进行了10次试验。在印度反导系统的,AAD拦截弹的最大射高约25千米,其角色类似于美国的“爱国者”-3,主要负责低层拦截。

“绿松”雷达是一种电扫固态相控阵雷达。

印度现在进行的是国产反导系统的第一阶段试验,主要拦截2000公里外来袭的导弹;第二阶段试验将拦截射程达5000公里的敌方远程导弹。印度专家萨拉斯瓦特在2008年就曾向外界宣布,印度国防研究与发展组织将开发AD-1和AD-2高速反导拦截弹,用于拦截5000公里射程级别的弹道导弹。

拦截弹只是整个反导系统的一部分,完整的反导系统还包括预警系统、指挥控制系统等。目前,印度预警系统中预警雷达主要是以色列提供的“绿树”和自研的“剑鱼”。“绿松”雷达由以色列航空工业公司(IAI)所属的埃尔塔公司(Elta)开发研制,工作于L波段。这种电扫的固态相控阵雷达可安装在拖车上,最远探测距离,其也是以色列“箭”式反导系统的预警雷达。

“绿松”可以自动探测、同步追踪几十个战术弹道导弹(TBM)。“绿松”雷达可以在任何气候条件,甚至可以在混乱和电磁干扰的环境下工作。对于弹道目标,“绿松”雷达能快速探测和精确定位敌人武器的位置,并计算出预期的拦截点。

“剑鱼”雷达由印度和以色列联合研制。与“绿松”相比,“剑鱼”的目标分类和识别能力提高了30%-40%,能同时跟踪200个目标,最大探测距离达600公里,并能跟踪到以5000米/秒的速度飞行的中远程弹道导弹。该雷达也工作在L波段,有搜索/预警、跟踪/火控和综合3种工作模式。在预警模式下,能对来袭弹道导弹提供数分钟的预警时间,预测导弹的弹着点,并对目标进行分类。印度历次反导试验用于执行预警跟踪任务的雷达均是“绿松”和“剑鱼”。

无论是“绿松”还是“剑鱼”,两者都是陆基预警雷达,受地球曲率的限制,只能探测弹道导弹飞行的中段和再入段,导弹上升段的预警能力不足。因此,如果印度要加强导弹预警探测能力,未来必须研发和部署导弹预警卫星。而且,如果要与其他大国反导预警系统一较高下,类似“铺路爪”、“沃日涅罗”的大型战略预警雷达也要拥有。但这种雷达技术非常复杂,印度现有技术水平无法自己研制,以色列也没有类似雷达,可以说遥遥无期。

高仰止 本文来源:澎湃新闻 责任编辑:姚文广_NN1682
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