高边疆之谋㊿|俄打造太空监视系统,“北极熊”天眼日益敏锐_风闻
钢铁沧澜-2022-01-04 11:12
作者:兰顺正
首发自:澎湃新闻
俄罗斯进行反卫星试验在国际社会上引发轩然大波。美国等西方国家指责俄罗斯行为“不负责”,不但制造了大量太空垃圾,而且还可能对太空的空间站造成威胁。
俄方则声明称,有关试验没有带来危险,并公布了相关视频以表明国际空间站与卫星碎片在不同平面沿着不同的轨道移动。另外俄国防部还表示,俄罗斯的外层空间监控系统正对每个新出现的空间物体不间断地监控,并对可能出现的新情况进行预测。那么,俄罗斯太空监视能力如何?
俄罗斯用于监视太空的“窗口”光学观测系统。
“经略太空感知先行”
随着航天技术的发展,各国在太空中的活动日益增多,在该领域的竞争和对抗趋势也正逐步显现。为了能在太空竞争中占得先机,太空态势感知能力对于各个航天大国就显得尤为重要。所谓太空态势感知能力就是对太空目标进行探测、跟踪、分类,确定其性质和其他重要参数的能力。有道是“经略太空感知先行”,如美军就认为保持太空优势的首要条件是太空态势感知,以随时掌握复杂的太空状况,其研发的新一代“太空篱笆”空间监视雷达场站采用大型单基地相控阵雷达体制和数字波束形成技术,拥有很高的空间探测分辨率,可探测低地轨道直径5厘米的空间目标。同样作为航天强国的俄罗斯也拥有自己的太空监视系统。在冷战期间,为了实时掌握太空中的情况和防备美国弹道导弹的突然袭击,早在1963年初,苏联就提出要建立一套太空监视网络,以对在轨卫星进行探测、识别和跟踪,并将具体情况详细记录备案。1972年,苏联“太空监视中心”具备初始作战能力,该中心隶属于苏联防空军部队,由若干个能够为军方提供观测服务的民用天文观测台及8部“德涅斯特”远程预警雷达为其提供原始数据。该中心可以获得在轨物体的高度、方位角和倾斜角,以及径向速度,并能够对太空在轨物体进行编目。后来随着美国太空能力增强,苏联又进一步升级了此类设备,如研发“树冠”雷达光学系统、“窗口”地基光电跟踪系统等。但是在苏联解体后,部分预警设备不再属于俄罗斯,一些项目也被搁置或退役,导致俄罗斯的太空监视能力大幅削弱。不过进入21世纪后,俄罗斯开始重新重视太空监视系统的发展,其太空态势感知能力也取得了长足进步。
每个圆球里面安装了光学望远镜。
光电并进,优势互补
目前俄罗斯太空监视系统的典型装备主要有以下几种。第一种是“窗口”光学观测系统。该系统始建于20世纪80年代,在1992年停止工作,2004年,俄罗斯对其进行了部分恢复。“窗口”系统位于塔吉克斯坦境内海拔2216米高的桑格洛克山上,非常适合光学装备探测跟踪空间目标。整套系统由10部光电望远镜构成,按照口径可分为短距、普通及远距望远镜,可探测低轨、中轨和地球静止轨道目标,每一部望远镜都安装在一个可开合的银球形工作站内。资料显示,“窗口”系统能探测距离地面2000~40000千米的航天器和自然天体,确定其坐标方位和轨道参数,识别性质、用途和国籍,并获取光学图像。2015年,俄罗斯将该系统升级为“窗口”M,使其在探测跟踪能力、数据处理能力、目标识别能力、通信能力等方面都得到了较大的提高。目前,俄罗斯还正在滨海边疆地区建设具备更强大深空监视能力的“窗口”S系统,可探测到10厘米以下的小目标。
“树冠”地面太空监视系统可以探测到太空近地轨道飞行目标。
第二种是“树冠”雷达光学系统,该雷达规模最大且使用的天线形似树冠,整套系统也因此而得名。该系统同样始建于20世纪80年代,包括“树冠”1、“树冠”N、“树冠”V三个项目,但后来都因故停止建设,2013年,俄罗斯宣布重启“树冠”项目。“树冠”1系统部署于北高加索地区的泽连丘克斯卡亚地区,是空间目标雷达光学综合识别系统,由2部大型光学装备、1部激光定位雷达、1部厘米波特高频射频雷达以及1部分米波甚高频射频雷达组成。“树冠”N系统构成与“树冠”系统相同,但进行了改造升级,在俄罗斯远东地区部署,主要用于对低轨目标进行捜索、跟踪。而“树冠-V”是“树冠-N”改进型的项目之一,主要用于探测位于地球高轨道上的卫星或航天器。俄罗斯正在部署的“沃罗涅日”系列雷达主要用于导弹防御,但该雷达也具备探测空间目标能力,用于太空态势感知。“沃罗涅日”雷达由莫斯科远程通信科技研究所、米涅茨无线电技术研究所等单位研发,主要用于监视空域、防御弹道导弹袭击等任务。该雷达不仅性能上处于世界领先水平,而且在制造工艺上也取得重大突破,所安装的设备大为减少,能耗大幅降低,自动化程度大为提高。“沃罗涅日”雷达家族主要由米波的“沃罗涅日-M”和“沃罗涅日-VP”、分米波的“沃罗涅日-DM”、厘米波的“沃罗涅日-SM”等组成,其中分米波雷达探测距离最远超过6000千米,探测高度8000千米,可同时监测500个目标,而厘米波雷达尚在研制之中。目前已有7座“沃罗涅日”投入使用,另有2座在建,1座在筹划中。
“沃罗涅日”系列雷达也可以用于监视太空目标。
偏向于民用的国际科学光学观测网也具备太空监视能力。国际科学光学观测网由俄罗斯、乌兹别克斯坦、西班牙等十几个国家的观测站组成,由俄罗斯科学院负责管理运行,包括80多部不同类型的光学望远镜,拥有对监测范围内地球静止轨道目标的全覆盖持续监测、以及对闪电轨道目标的定期观测等能力。另外在天基太空态势感知方面,俄罗斯目前虽未公开宣称部署此类装备,但是在该领域的技术储备却不可忽视。如在2019年12月6日,俄罗斯进行了一项小型航天器与多功能标准太空平台分离实验,以测试新的太空技术,有俄罗斯媒体指出,这是一颗监视卫星,不仅可以搜集本国卫星的信息,也可以用于监视他国卫星,因此,未来俄罗斯也有可能效仿美国发射专用的太空态势感知卫星,进一步提升太空感知能力。