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高邊疆之謀?|軍用通信衛(wèi)星:俄版“星鏈”冷戰(zhàn)期間就已誕生
【編者按】
11月25日,俄羅斯成功發(fā)射下一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星的第五顆衛(wèi)星,進(jìn)一步提升導(dǎo)彈預(yù)警能力。這是俄繼反衛(wèi)星試驗(yàn)后提升軍事航天能力的一個最新動作。
上個月中旬,俄羅斯國防部長紹伊古確認(rèn)俄羅斯已成功測試反衛(wèi)星武器。紹伊古強(qiáng)調(diào)本次測試中產(chǎn)生的衛(wèi)星碎片絕不會對人類太空活動構(gòu)成威脅。美英等西方國家則對于此次俄羅斯反衛(wèi)星試驗(yàn)反應(yīng)強(qiáng)烈。美國國防部稱,“俄羅斯正在開發(fā)的反衛(wèi)星武器或?qū)γ绹推渌沾髧鴺?gòu)成威脅。”
進(jìn)入新世紀(jì)后,俄羅斯經(jīng)濟(jì)開始回復(fù)和加速發(fā)展,加上有“政治強(qiáng)人”普京的領(lǐng)導(dǎo),一度陷入深度衰弱的俄羅斯軍事航天開始重振旗鼓,組建空天軍、持續(xù)發(fā)射新軍用衛(wèi)星、研制反衛(wèi)星武器……從軍隊(duì)編制、裝備、航天工業(yè)等層面,多管齊下提升軍事航天能力?!陡哌吔\》專題本期走進(jìn)俄羅斯軍事航天,通過系列文章嘗試解析重振旗鼓的俄羅斯軍事航天。
近些年,隨著經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)水平的提高,俄羅斯的通信衛(wèi)星有了很大的發(fā)展。俄羅斯積極發(fā)展高性能的軍用通信衛(wèi)星,并部署在近地軌道、大橢圓軌道和地球靜止軌道上,為俄軍事力量提供戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略層面的指揮通信服務(wù),而且在敘利亞戰(zhàn)爭中也發(fā)揮了重要作用。

“箭”系列低軌道通信衛(wèi)星。
比“星鏈”更早出現(xiàn)的通信衛(wèi)星星座
目前,低軌道通信衛(wèi)星星座是商業(yè)航天的大熱門,SpaceX公司的“星鏈”已經(jīng)開始測試,一網(wǎng)公司也起死回生繼續(xù)開始組網(wǎng)。然而,很少有人知道,要說低軌道通信衛(wèi)星組網(wǎng),蘇聯(lián)/俄羅斯的實(shí)踐更早,這就是名為“箭”(Strela)/“泉”(Rodnik)及其民用版“信使”(Gonets)的低軌道通信衛(wèi)星星座。
蘇聯(lián)和俄羅斯曾經(jīng)發(fā)射了超過500顆“箭”系列低軌道通信衛(wèi)星,這是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)式通信衛(wèi)星,不支持實(shí)時通信能力,主要用于傳輸軍事情報(bào),民用上也得到了廣泛應(yīng)用。俄羅斯今年仍在發(fā)射最新的“箭”-3M/“信使”-M衛(wèi)星,“箭”-3M衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命5年,運(yùn)行在距離地面1500千米傾角82.6度的軌道上,而且開始定期進(jìn)行軌道維持,自2005年以來“箭”-3M和民用版的“信使”-M衛(wèi)星總計(jì)發(fā)射了40顆,“箭”-3M和民用的“信使”-M衛(wèi)星只有名義上軍用和民用的區(qū)別,從星座構(gòu)型上看它們軍民融合共同構(gòu)成一個完成的低軌道通信衛(wèi)星星座,并已經(jīng)完成星座組網(wǎng),成為美國的銥星和全球星之后第三個固定構(gòu)型的多軌道面低軌道通信衛(wèi)星星座。

“箭”低軌道通信衛(wèi)星支援了俄羅斯在敘利亞的軍事行動,為其提供通信服務(wù)。
根據(jù)現(xiàn)有的“箭”-3M /“信使”-M衛(wèi)星的軌道參數(shù),“箭”-3M低軌道通信星座應(yīng)該是8個均勻分布的軌道面組成的大型星座,它能為全球提供通信服務(wù),當(dāng)然82.5度的高傾角表明了它的設(shè)計(jì)服務(wù)對象,“箭”-3M系統(tǒng)主要為俄羅斯地廣人稀交通通信不便的西伯利亞和北極地區(qū)服務(wù),對俄羅斯在北極的軍事存在具有不可替代的作用。2015年俄軍介入敘利亞戰(zhàn)爭,據(jù)稱“箭”-3M衛(wèi)星系統(tǒng)為俄軍的作戰(zhàn)提供了部分軍用保密通信服務(wù)。
雖然“箭”-3M衛(wèi)星研制和定型太早,技術(shù)上也只是存儲轉(zhuǎn)發(fā)型衛(wèi)星,其傳輸速率最高只有64kbit/s,但面對全球變暖加劇,北極海冰逐漸融化,北極開發(fā)和北極航線成為日益熱門的話題,俄羅斯還在繼續(xù)發(fā)射“箭”-3M衛(wèi)星,服務(wù)北極通信需求。俄羅斯也在研制新一代的“球體”(Sfera)低軌道通信衛(wèi)星系統(tǒng),從性能和用途上都屬于應(yīng)對美國的星鏈系統(tǒng)的多功能互聯(lián)網(wǎng)星座,但目前尚未正式得到撥款,衛(wèi)星發(fā)射也要2024年才能開始。

“箭”和“信使”低軌道通信衛(wèi)星由“聯(lián)盟”火箭發(fā)射。
閃電軌道后繼有人
蘇聯(lián)大部分國土的緯度都很高,傳統(tǒng)靜止軌道通信衛(wèi)星覆蓋率和傳輸效果不佳,而“箭”/“泉”系列存儲轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星的通信能力又弱,蘇聯(lián)又研制了獨(dú)特的“閃電”(Molniya)通信衛(wèi)星?!伴W電”衛(wèi)星運(yùn)行在近地點(diǎn)數(shù)百公里遠(yuǎn)地點(diǎn)數(shù)萬公里的大橢圓軌道上,這種軌道也因此得名閃電軌道。閃電號衛(wèi)星位于蘇聯(lián)上空的時間長,一顆衛(wèi)星能維持8-10小時的通信,3顆均勻分布的衛(wèi)星能實(shí)現(xiàn)24小時通信,俄羅斯研制了“子午線”(Meridian)通信衛(wèi)星取代“閃電”系列衛(wèi)星,2020年2月20日俄羅斯成功將一顆“子午線”-M軍用通信衛(wèi)星送入閃電軌道。
“子午線”通信衛(wèi)星是俄羅斯的新一代軍事通信衛(wèi)星,由列舍特涅夫(ISS-Reshetnev)信息衛(wèi)星系統(tǒng)公司研制,它雖然還是密封增壓結(jié)構(gòu),但采用三軸穩(wěn)定方式,衛(wèi)星重量約2噸,太陽翼發(fā)電功率約3千瓦,裝有3路不同波段的轉(zhuǎn)發(fā)器,衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命7年,用于接替老舊的“閃電”系列通信衛(wèi)星“子午線”衛(wèi)星由俄羅斯空天軍負(fù)責(zé)運(yùn)行管理,主要為北極以及西伯利亞地區(qū)提供通信服務(wù),尤其是對俄軍部署在北極地區(qū)的船舶和飛機(jī)與陸上的通信聯(lián)絡(luò),具勇于承擔(dān)戰(zhàn)略通信任務(wù)。自2006年以來,俄羅斯已經(jīng)發(fā)射了7顆“子午線”通信衛(wèi)星,其中第一顆衛(wèi)星被撞擊失效,第五顆衛(wèi)星未能進(jìn)入軌道,俄羅斯軍方只訂購了7顆“子午線”衛(wèi)星,最后一顆2014年發(fā)射,隨后將用新型通信衛(wèi)星取而代之。
2014年突如其來的烏克蘭危機(jī),嚴(yán)重惡化了俄羅斯和西方的關(guān)系,俄羅斯衛(wèi)星研制工作大受影響,替代“子午線”的“球體”(Sfera)新一代通信衛(wèi)星工作嚴(yán)重推遲。俄軍不得不訂購4顆小幅改進(jìn)的“子午線”衛(wèi)星,編號為“子午線”-M衛(wèi)星。2019年和2020年俄羅斯先后發(fā)射2顆“子午線”-M衛(wèi)星,隨著球體衛(wèi)星系統(tǒng)的推遲,俄軍又訂購了2顆子午線-M衛(wèi)星,以維持和增強(qiáng)俄軍在北極海域和西伯利亞的通信能力,作為新一代“球體”衛(wèi)星系統(tǒng)組網(wǎng)完成前的過渡措施。

“閃電”通信衛(wèi)星。
靜止軌道有“福音”
俄羅斯雖然國土緯度較高,但俄羅斯的國家利益遍布全球,俄羅斯也仍在研制和使用靜止軌道的軍用通信衛(wèi)星。俄羅斯部署在靜止軌道的軍用通信衛(wèi)星包括“彩虹”(Raduga-1m)、“魚叉”(Garpun)和“福音”(Blagovest)通信衛(wèi)星,其中“彩虹”衛(wèi)星還沒壽終正寢,新一代的“福音”通信衛(wèi)星4顆衛(wèi)星的星座建設(shè)已經(jīng)完成。
俄羅斯的軍用靜止軌道通信衛(wèi)星曾包括“彩虹”和“急流”(Potok)衛(wèi)星?!安屎纭?1M衛(wèi)星用于取代“彩虹”-1衛(wèi)星,俄羅斯分別于2007年、2010年和2013年發(fā)射了一顆彩虹-1M通信衛(wèi)星,彩虹-1M作為戰(zhàn)略通信衛(wèi)星高度保密,目前沒有任何照片,性能數(shù)據(jù)也全靠猜測,外界認(rèn)為“彩虹”衛(wèi)星可能基于“快訊”-2000(Express-2000)通信衛(wèi)星平臺,裝有多個轉(zhuǎn)發(fā)器提供高度保密的軍事指揮和控制能力,據(jù)稱俄軍使用“彩虹”衛(wèi)星為敘利亞作戰(zhàn)提供了通信支持?!凹绷鳌毙l(wèi)星屬于數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,用于偵察衛(wèi)星提供數(shù)據(jù)中繼,而最后一顆“急流”衛(wèi)星也是2000年發(fā)射的。俄羅斯第二代中繼衛(wèi)星是“魚叉”衛(wèi)星,“魚叉”衛(wèi)星也是列舍特涅夫公司研制的,使用該公司的“快訊”-2000通信衛(wèi)星平臺,俄羅斯已經(jīng)于2011年和2015年先后發(fā)射了2顆“魚叉”衛(wèi)星,用于為“號角”(Persona)和“獵豹”(Bars-M)偵察衛(wèi)星提供數(shù)據(jù)中繼,俄軍使用“魚叉”衛(wèi)星及時將低軌道偵察衛(wèi)星獲得的情報(bào)及時下行傳輸?shù)絿鴥?nèi),為戰(zhàn)略判斷和戰(zhàn)術(shù)行動提供了可靠的依據(jù)。

“福音”(Blagovest)高軌道通信衛(wèi)星。
俄羅斯軍方還研制和發(fā)射了“福音”新一代靜止軌道通信衛(wèi)星,自2017年以來俄羅斯使用“質(zhì)子”號火箭先后將4顆該型衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道。“福音”衛(wèi)星也是列舍特涅夫公司研制的,基于“快訊”-2000通信衛(wèi)星平臺,衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為15年,雖然發(fā)射質(zhì)量才3噸多,但太陽翼發(fā)電功率可達(dá)15千瓦,最多可裝載80臺轉(zhuǎn)發(fā)器。“福音”衛(wèi)星是俄羅斯第一種裝有Q波段轉(zhuǎn)發(fā)器的通信衛(wèi)星, 加上原有的C波段和Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器,衛(wèi)星的通信能力相當(dāng)出色,將用于承擔(dān)電話和視頻會議、廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入等高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。俄羅斯新一代的“福音”通信衛(wèi)星提供了更大的帶寬和更強(qiáng)的通信能力,對俄軍維持在敘利亞的軍事存在是當(dāng)之無愧的福音。





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