俄军照相侦察卫星面面观

前苏联于１９５７年发射了世界上第一颗人造地球卫星，从那时到现在的50多年间，航天技术得到突飞猛进的发展。据不完全统计，到目前为止，世界各国共发射了航天器近6千颗，其中前苏联和后来的俄罗斯以及美国占发射总数的绝大部分。在这些航天器中军用卫星占到卫星总数的2/3，它们在军事上发挥着极为重要的作用。

俄军侦察照相卫星的发展历程

俄罗斯侦察照相卫星是在继承了前苏联遗产的基础上发展而来的。前苏联的首颗侦察卫星“宇宙-4”于1962年4月26日被送入轨道。之后，每年最多发射9颗侦察照相卫星，以及时向总参情报局提供成像数据，并保证任何时间至少有1颗卫星在轨。但是，自上世纪90年代初苏联解体以后，俄罗斯的侦察照相卫星年发射量骤减。90年代末，发射频率降低到1?2年一次，到1998年，美国在轨卫星的数量首次超过俄罗斯。而据统计，截止2003年年底，苏联/俄罗斯已发射成功的侦察照相卫星多达824颗，远超过世界其它各国所发射的这类卫星的总和。但之后，由于经费的严重不足及新型卫星开发的滞后，俄罗斯军用卫星在轨数量于2004年达到历史低谷，仅为65颗，其中没有一颗侦察卫星，2005年也仅有1颗无线电技术侦察卫星处于运转状态，且在轨军用卫星数量连续几年始终维持在较低的水平。随着俄罗斯国力的复苏及“2006?2015年航天发展规划”的推出，俄罗斯加大了对航天领域的投入，仅2007年用于航天的预算就增加到了500亿卢布，2006?2015年更是达到4800多亿卢布。从2006?2010年公开的情况来看，俄罗斯军用卫星在这一时期的部署速度明显加快，并恢复了以每年1颗的速度来发射侦察照相卫星。

苏联/俄罗斯侦察照相卫星的命名

苏联/俄罗斯侦察照相卫星的命名系统相当复杂，这些卫星对外统一称为“宇宙XXXX”，对内则有产品号、设计局名称和国防部名称，如第五代普查型成像卫星，它的产品号为11F117,国防部名称为“涅曼”，“琥珀-4KS1M”则是它的设计局名称。

苏联/俄侦察照相卫星的分类划代及应用

苏联/俄侦察照相卫星分为“天顶”、“琥珀”、“蔷薇辉石”及“阿拉克斯”4大类，共8代。第一类（前三代）“天顶”系列卫星，由于其有效寿命短（最长为14天，最短仅1天），不得不依靠频繁地发射来维持太空中侦察卫星的数量。自60年代初至90年代中期，“天顶”系列卫星发射了多达680颗，其分辨率从7米至0.6米不等，采用传统的胶卷回收方式，主要用于详查，该型卫星到1994年已完全停止使用；

第二类（第四代、第五代）“琥珀”系列，分为普查型和详查型，从1981年至2003年共发射了近170颗。“琥珀”的详查型共发展了4种型号，目前仍在使用的胶卷回收型“琥珀-4K2”（国防部名称为“钴”）用于执行详查任务。该卫星的分辨率达到了0.2米，是俄成像卫星中分辨率最高的卫星，其设计使用寿命为60天，工作寿命最高达到了134天，重量接近7吨，仍采用胶卷回收舱的方式进行回收，胶卷大约20天回收一次。该卫星部署在低轨道，倾角大约67°，绕地球一周的时间为89分钟左右，其运行轨道为近地点170?180千米、远地点320?350千米，在必要时通过机动变轨，可下降到160千米的高度对特定目标进行拍照。“琥珀-4K2”型卫星从首次使用到现在已发射了近100颗。普查型“琥珀”卫星使用了两种型号，即：“琥珀-4KS1”和“琥珀-4KS1M”（国防部名称分别为“特丽伦”、“涅曼”）。该卫星首次采用了数字实时传输技术，能用可见光和近红外谱段拍摄图像，主要用于执行普查任务，也兼而执行详查任务，故其变轨能力不太强。该卫星的分辨率为1米，运行轨道为240千米X285千米。另外，为了执行特定的成像任务，卫星也会临时机动到非标准的轨道上短时间飞行，其寿命为120?365天。1993年11月5日发射“宇宙-2267”卫星创造了419天的最高寿命纪录。

第三类为（第六代和第七代）“蔷薇辉石”，即“蔷薇辉石-1” 和“蔷薇辉石-2”（国防部名称分别为“顿河”、“叶尼塞”），用于执行详察任务，卫星的重量达到10?12吨，胶卷舱的数量最多增加到22个，在轨飞行时间达200天以上，但其发射数量有限，从1989?2003年发射总共不到10颗。

第四类（第八代）“阿拉克斯”（国防部名称）数字传输型普查卫星，到目前为止总共发射过2颗。该型卫星也是俄军侦察照相卫星中设计寿命最长的卫星，达到2?3年，分辨率为1?2米，卫星的重量达到20吨。第一颗“阿拉克斯”卫星由于故障仅运行4个月就停止了工作，第二颗“阿拉克斯”卫星于2002年7月发射，工作时间超过一年，但也比设计的寿命要短。

上述卫星中除第五代和第八代为数字传输型外，其余各代均为胶卷回收型。现今使用的是第四代至第八代，其中第四代胶卷回收型和第五代数字传输型（均为“琥珀”系列）从1981年8月首次发射至今已近30年，却依然是俄军当前侦察照相卫星的主力。这两种卫星采用高低搭配的组网方式，即以第五代星为主、第四代星为辅，力求在轨道上总保持一颗寿命较长的第五代卫星在轨工作，定期或根据拍摄精度的需要发射寿命较短的第四代卫星作为补充。

俄军侦察照相卫星的技术特点

传输技术相对比较落后

苏联/俄罗斯的航天侦察照相至今仍主要依靠胶卷回收型卫星来执行详查任务，前四代胶卷回收型卫星共同的缺点是:卫星在发射时所能携带的胶卷数量有限，如“琥珀-4K2”只可携带2个胶卷舱；卫星所拍摄的图像只能定期用胶卷舱或待卫星飞行结束时随返回舱被送回地面，导致情报时效性较差。为了克服这些缺点，苏军于1982年开始发射第五代数字传输型卫星。该卫星采用光电数字成像技术，其图像数据或者直接被实时下传给国内地面站，或者经由“急流”卫星系统中的“间歇喷泉”地球静止轨道通信卫星实时下传给国内地面站。这些图像在拍摄后约2?3个小时即可被送到俄军总参情报总局。俄罗斯沿用前苏联第五代数字传输型卫星已有多年，自1982年底至今30年来他们的这种卫星在技术上进步不大，到目前为止仍未研制出更为可靠的替代产品。

卫星的有效寿命短、发射成本过高

上世纪60年代末至80年代末期间，苏联每年发射的侦察照相卫星都在30颗左右，每年“胶卷回收型”卫星的累计侦察天数一般都在800天以上，最多达到1200多天。通常，在一年当中的每一天，总保持1?2颗侦察照相卫星在轨工作。由于卫星在轨运行时间一般只有2?4个月，为维持成像卫星的在轨数量，不得不依靠频繁地发射卫星。过高的发射频率导致卫星的运行成本大大增加。尽管如此，俄罗斯的胶卷型侦察照相卫星也有其独到之处：他们能够通过发射新卫星或使用卫星机动变轨的方式对发生在世界各地的危机迅速做出反应。

新型侦察照相卫星的研况

新型侦察照相卫星计划的搁浅

由于俄军使用的侦察照相卫星多为上世纪70、80年代的设计产品，其在轨时间短、发射频率高、成像分辨率低、不能实时传输及性能不稳定的缺点已严重制约了俄军对情报的现实需求。早在上世纪80年代，苏军总参情报局就提出了研发新一代重型侦察照相卫星的要求，在这种情况下，苏/俄两大侦察卫星研发机构—萨马拉“进步”火箭航天中心和莫斯科拉沃奇金纳科研生产综合体分别提出了自己的重型侦察卫星计划。萨马拉“进步”火箭航天中心提出重达14吨的“蓝宝石”低轨详查型卫星计划，其分辨率可达到30厘米；而莫斯科拉沃奇金纳科研生产综合体提出了重量为7.5吨的 “阿拉克斯-H” 高轨道普查型卫星计划，其分辨率为1?2米，两者均安装了直径为1.5米的长焦镜头。“蓝宝石”和“阿拉克斯-H”两型卫星分别原定于1986年、1987年发射升空，然而，直到苏联解体后的90年代末，由于财政困难、拨款不到位，“蓝宝石”的研发陷于停顿；而“阿拉克斯-H”也只发射了2颗（1997年、2002年）。

新一代光电卫星—“角色”计划实施

在上述背景之下，俄国防部于2000年再次提出了新型光学侦察卫星的发展计划。萨马拉“进步”火箭航天中心提出在“涅曼”和“资源-DK1”的基础之上发展新型卫星；而莫斯科拉沃奇金纳科研生产综合体则提出在“阿拉克斯-H”的基础上进行研发。最终军方采用了 萨马拉“进步”火箭航天中心提出的“角色”光电侦察照相卫星计划。据国外航天专家分析，“角色”是由“涅曼”（“琥珀-4KS1M”）光电侦察卫星改进而来，在很多方面融合了“阿拉克斯”及“资源-DK1”军民两用卫星的设计，并采用了类似于“阿尔孔”地球遥测卫星上的光学系统。第一颗“角色”原定于2005年发射，但由于新型运载火箭及卫星地面试验无法通过的问题而将发射时间推迟到3年以后。俄军方对发射新型侦察照相卫星寄予厚望，因为自2001年俄军最后一颗侦察照相卫星“涅曼”退出使用后，这将是时隔7年之后同类卫星的首次发射。2008年7月26日，首颗“角色”新型侦察照相卫星从普列谢茨克发射场发射升空，卫星编号“宇宙-2441”，国际代码2008-037A，美航天司令部目录号为33272。该卫星由萨马拉“进步”火箭航天中心设计制造，每颗“角色”卫星造价50亿卢布。“角色”运行的初始轨道为210×770千米，轨道倾角98.3°，运行周期为94分钟，重量近7吨。到7月31日，该卫星的运行轨道将会被调整为距地面750千米的太阳同步圆形轨道。这将是俄军第一颗运行于太阳同步轨道的光学侦察卫星，可拍摄到高分辨率的卫星照片，其成像分辨率可达到0.3米，将采用数字传输的方式，可实时将照片传送回地面，其设计使用寿命将不少于7年，而此前同类卫星“涅曼”的使用寿命最长也不过为1年半。该卫星由位于克拉斯诺兹纳缅斯克的俄航天部队航天器试验和控制中心控制，俄军总参情报局为最终的用户。

部署计划推迟及暴露出的问题

俄军新型侦察照相卫星部署计划推迟

从俄公开的报道可以看出，自2008年7月新型“角色”光电侦察卫星发射升空至今，俄军航天部队仍以每年一颗的频率发射计划停止使用的“钴-M”型卫星（2008年11月14日发射的“宇宙-2445”、2009年4月29日发射的“宇宙-2450”和2010年4月16日发射的“宇宙-2462”），从中不难得出一个结论，就是俄军新型侦察照相卫星的研发和部署计划正在遭遇挫折。据俄媒体报道证实，俄罗斯航天署在09年举行的年度工作总结中宣布：角色”卫星在升空后出现故障，并没有进入到预定的工作状态，因此俄军方寄予厚望的“角色”新型侦察照相卫星计划首发宣告失败。按俄国防部原定的计划，2009年4月29日发射的“宇宙-2450”，即“钴-M” 型卫星（第四代星“琥珀-4K2”）为该星的最后一次发射，从2010年起停止使用老式的“钴-M”，并从2009?2013年间每年发射2颗“角色”光学侦察照相卫星。据俄武装力量装备部长波波夫金在一次记者会上宣布：原计划预计2009年将发射数颗全新的侦察照相卫星，但遗憾的是由于各种原因这些计划可能要推迟到2011年底至2012年初。在不得已的情况下，俄军在未来几年中仍将使用前苏联时期研发的储备产品，以支持俄军用侦察卫星轨道群的基本运转。

卫星发射失败暴露出的问题

新型侦察卫星发射失败及部署计划推迟引发了俄高层领导及军工部门的高度重视。俄主管军工生产的副总理伊万诺夫称：“角色”卫星由于使用了劣质的电子元件，而最终导致其进入轨道后无法正常工作。据俄航天专家分析，导致这次卫星发射失败的原因是卫星上的电子元件出现了故障。发生此类问题的原因是：目前在俄航天制造领域，电子元件的采购普遍通过中介机构，即二次供货商来实现。据“商务周刊”报道，目前在国际市场上，仿冒、伪造的电子元件产品达到了销售份额的7%。独联体和乌克兰的一些10年前就已破产的军工企业，通过不法中间商将当时生产的电子产品转手倒卖给俄罗斯的非法商人，转而将其流入到俄军工生产领域。由于伪劣电子元件在地下的大量流通，在近几年内曾连续导致俄罗斯发生过多起类似“角色”的事故，如：“监视器”遥测卫星和为哈萨克斯坦发射的“КазСат”通信卫星的发射失败；俄某型大推力火箭发射试验被迫延期；俄某新型防空导弹系统无法通过工厂试验等等，均由于使用了仿冒、伪劣的电子产品。从中可以看出，由于市场管理的混乱及俄政府对军工生产和武器装备零部件流通领域缺乏监管，因而导致类似问题不断重复发生。针对这一问题，前不久，俄主要的火箭-航天企业负责人联名致信俄国防部装备部领导，他们呼吁：立即解决军工产品中存在的电子部件质量不过关、可靠性差的严重问题，并称：电子产品的可靠质量是保障新型武器装备的重要基础，如果不及时解决目前存在的问题，后果将是灾难性的。联名信强调：商人往往追求利益的最大化，像“角色”这样先进的侦察卫星的研制和发射费用要远远高于一个微型电路板的数百万倍，在制造过程中由于使用假冒电子元件，最后导致整颗卫星的发射失败，进而致使俄军新一代侦察照相卫星的部署计划被推迟，其造成的损失是无法估量的，将直接导致危及国家安全的严重后果。

苏联/俄罗斯在航天领域起步早、发展规模大，在许多方面拥有着其它国家所不具有领先优势。但经过几十年的发展，其在一些关键技术：如大型集成电路的制造技术、卫星数据实时传输技术、高分辨率成像技术及微电子技术方面的发展仍然十分缓慢，致使其不得不使用二、三十年前开发的过时产品。关键技术的落后已经成为制约俄罗斯新一代尖端武器装备发展的瓶颈，加之对军工系统的管理混乱，使俄罗斯在航空、航天等领域的发展止步不前，无法顺利实现跨跃式发展。“角色”新一代侦察照相卫星的发射失败，也折射出了俄罗斯在这方面存在的严重问题。