军用卫星的种类,军用航天器

二、军用航天器

按照应用领域划分航天器有民用航天器、军用航天器和军民合用航天器三种。用于探索科学奥秘、技术应用研究和国民经济建设的称为民用航天器，如地球资源卫星、科学试验卫星、深空探测器等；以军事应用为目的的称为军用航天器，如侦察卫星、海洋监视卫星、导弹预警卫星、核爆炸探测卫星等；即可军用、又可民用的为军民合用航天器，如大多数载人航天器、各种通信卫星、导航卫星、气象卫星、测是卫星等。

（一）军用卫星

军用卫星是以军事意图为目的的各种环绕地球运行的无人航天器的统称。按其用途可分为军事侦察卫星、军事气象卫星、军事导航卫星、军事测地卫星、军事通信卫星以及反怀星卫星等。在近年来的几场局部战争，各种军用卫星在支援陆上、海上和空中作战中发挥了显著的作用，成为现代侦察和监视的重要手段。在未来战争中，军用卫星作为一种发射平台，与激光、定向能力动能等新式武器一起，构成“天战”的武器装备系统，将成为空间军事化的主要工具。

1.侦察卫星：是用于获取军事情报的人造地球卫星。它具有侦察面积大、监视范围广、传递速度快、直观效果好、生存能力强和不受国界与地理条件限制等优点。按不同的侦察设备和任务，可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋侦察卫星、预警卫星和核爆炸监测卫星等。卫星被称作“太空间谍”，在又发射的数千颗卫星中，侦察卫星约占1／3。

（1）照相侦察卫星。是利用光电遥感设备摄取地球表面图像的侦察卫星。照相侦察卫星居高临下，具有分辨率高的优点。其地面分辨率可达0.3m，照片清晰度可与航空侦察照片媲美。

照相侦察卫星种类繁多。按履行的使命不同可分为“普查型”卫星和“详查型”卫星。前者装有低分辨率广角照相机，用于对大面积地区进行扫描照相。后者装有高分辨率较窄视场的照相机，用于对普查飞行发现的特别感兴趣的地区进行详细侦察，以期获得更清晰的照片。按照获取侦察结果的方式，可分为“回收型”和“无线电传输型”。前者是将胶卷装在回收舱中，通过地面指令使回收舱与星体分离，穿过大气层落向回收区。后者是将底片上的信息，转换成无线电信号直接或通过通信卫星中转给地面接收站。它代表目前照相侦察卫星的发展趋势。

世界上第一颗照相侦察卫星是美国于1959年2月28日发射的“发现者1号”。迄今发展为5代。属于第5代的是“锁眼－11”和“锁眼－12”。其突出特点是情报实时利用率高，工作寿命长（最长可达3年）。

前苏联于1962年4月发射了其第一颗侦察卫星“宇宙4号”，迄今也已发展了5代。第五代照相侦察卫星于1984年投入使用，是一种长寿命、实时数据传输型的照相侦察卫星，其工作寿命将近200天，卫星重约7吨左右。此外，法国、英国、日本也都有本国研制的照相侦察卫星。

（2）电子侦察卫星。是用于侦收敌方电子设备的电磁辐射信号，以获取军事情报的人造地球卫星。无线电技术的高速发展使大气层内的空间和大气层外空间弥漫着各种各样的电子信号，捕获与截收他国的电子信号，已成为获得有价值的军事情报的十分重要的手段。随着空间技术的发展，电子侦察卫星也应运而生。

电子侦察卫星也可分为普查型和详查型两种。前者主要对各种无线电信号和雷达信号的辐射源进行概略定位，并确定其频段和扫描方式，其扫描范围可达2 000公里左右。后者主要用于在普查的基础上精确核定目标，并获取电台和雷达信号的特性及具体参数。

2.通信卫星：是用作无线电通信中继站的人造地球卫星；按卫星有有无通信转发器，可分为无源通信卫星和有源通信卫星；按卫星运行轨道可分为静止通信卫星（图4－6、图4－7）和非静止通信卫星、区域通信卫星和国内通信卫星；按不同用途可分为军用通信卫星、海事通信卫星和电视放手卫星。军用通信卫星又分为战略通信卫星和战术通信卫星。战略通信卫星提供全球性战略通信；战术通信卫星提供地区性战术通信或军用飞机、舰船、装甲车辆合肥市单兵用移动通信。

随着现代军事活动规模和复杂程度的提高，对通信保障提出了大容量、高效率、高质量，和不受或少受地形、气象、距离以及大气层影响的要求。能满足这一要求的，只有部署在外层空间的通信卫星。

图4－6　从转移轨道进入静止轨道

图4－7　静止卫星的配置几何图

美国于1958年12月发射了“斯科尔”（即轨道中断装置信号通信卫星）有源试验型通信卫星。1960年发射了“回声”无源通令试验卫星和“信使”有源通令试验卫星。1962年6月，美国发射了“国防二代”和“国防三代”卫星，这两代卫星均为地球同步轨道卫星。

前苏联自1965年4月发射第一颗实用型通信卫星以来，已发展了三种不同轨道的通信卫星。其中“闪电”卫星是前苏联优先发展的大椭圆轨道通信卫星系统。因为前苏联位于北半球高纬度地区，最适合使用大椭圆轨道通信卫星。此外，前苏联还发展过一种近地轨道通信卫星——“数据中继卫星系统”。

除了美国和前苏联之外，欧洲空间局、日本、中国等都独立发射了自己的通信卫星。我国的第一颗试验型通信卫星“东方红－2号”，重461kg，直径2.1m，长3.0m，于1984年4月8日发射成功。我国第一颗实用型通信卫星于1986年2月1日发射成功。1988年3月7日和12月22日先后发射“中国1号”和“中国2号”国内通信卫星。1990年2月4日又发射了“中国3号”通信卫星。

3.导航卫星：是专门为地面、海洋、空中和空间用户，提供导航定位服务的人造地球卫星。按用户性质，可分为军用导航卫星、民用导航卫星和军民合用导航卫星；按用户是否向卫星发射信号，可分为主动式导航卫星和被动式导航卫星，军用导航卫星均采用被动式，以便保密；按导航方法，可分为多普勒测速和时间测距两大类，美国的“子午仪”为多普勒测速卫星，“寻航星”全球定位系统为时间测距卫星。

军事活动领域的扩展，武器射程的提高，军队运动速度的加快，特别是精确制导武器的出现，使导航、定位问题变得格外突出，导航卫星也因此而得到迅速的发展。利用卫星导航具有精度高、全天候、能覆盖地球和用户设备简单等优点，在军事上有着极为重要的意义。

为了满足“北极星”导弹核潜艇精确定位的要求，美国于1958年12月开始研制“子午仪”导航卫星，并于1960年4月和1963年12月分别发射了第一颗试验卫星和第一颗实用卫星。该卫星定位高度可达50～100m，定位程序时间为10～12min，美国于1973年12月又制定了一项三军统一使用的导航卫星计划，名为“导航星”全球定位系统。该卫星采用先进的空间导航体制，能在全球范围内提供连续的高精度的三维定位和速度数据。

4.气象卫星：是从外层空间对地球及其大气层进行气象观测的卫星。大多数气象卫星为军民合用，按运行轨道可分为太阳同步轨道气象卫星为军民合用，按运行轨道可分为太阳同步轨道气象卫星（也称为极轨道气象卫星）和地球静止轨道气象卫星（简称静止气象卫星）。

空间技术的发展为在外层空间设置“气象观测台”创造了条件。由于在外层空间观测大气层的运动，具有得天独厚的优越条件，在气象科学工作者的推动下，一些世界大国开始研制和发射气象卫星。

美国是世界上第一个将气象卫星用于战场气象保障的国家，也是第一个研制并发射军用气象卫星的国家。50年代末期，美国研制第一代军民合用气象卫星“泰罗斯”号。并在60年代将其用于侵越战争的气象保障。1965年开始正式部署工作型的国防气象卫星。国防气象卫星能提供7400×3000km范围内的实时气象照片。

我国于70年代中期开始研制气象卫星，1988年9月7日由“长征－4号”火箭发射成功，代号为“风云1号”。该卫星主体为长1.4m、宽1.4m、高1.2m的六面体，总重750kg。采用太阳同步轨道，轨道高度为901km，每天定时经过同一地区上空两次，可进行全球气象观测。

5.拦截卫星：是用于打击、破坏敌人航天器或使其失效的共轨式军用卫星，又称做反卫星卫星。

由于军用卫星在现代战争中具有重要作用，设法摧毁或使其失去作用，就成为现代战争中的一个重要课题。在众多的反卫星方案中，利用专门的拦截卫星（又称歼击卫星）去摧毁敌方卫星的设想是一个重要的方案，也是目前比较成熟而接近实用的方案。使用拦截卫星反卫星的手段可分为两大类：一类是利用自身的爆炸也敌方卫星“同归于尽”，在这种状态下，拦截卫星实际是一枚部署在外层空间的反卫星导弹或太空地雷；另一类是利用星载武器去摧毁敌方卫星或使其失去作用，可供选用的星载武器有导弹、火箭、粒子束武器、微波武器等。

除上述军用卫星之外，还有海洋监视、导弹预警、测地、核爆炸探测、雷达标校等专用军事卫星。

（二）航天飞船

航天习船是活动于外层空间的一种重要运载工具，分为无人和载人两大类。无人飞船主要用于进行动物试验和货物运输；载人飞船主要用于发展新的军事航天技术和试验新型的军用设备，对地面目标进行观察和侦察，以及作为航天运输工具及武器平台。早期的航天飞船是由卫星改装的，以后则是专门研制的。

前苏联是世界上最早的发展航天飞船的国家，1957年在第一颗卫星发射上天后不久，便于同年发射的第二颗卫星中，载入一只名为“莱依卡”的小狗。这颗卫星可以说是飞船的“鼻祖”。1960年5月至1961年起，开始载入飞船发射试验，先后执行过三个载人飞船计划，即“东方”号、“上升”号和“联盟”号计划。

美国紧随前苏联之后，也曾执行过三个载人航天计划，即“水星”、“双子星座”和“阿波罗”计划。1958年10月，美国开始执行“水星”计划。到1963年5月，共进行了4次动物飞行试验、4次假人飞行、2次载人亚轨道飞行和4次载人航天飞行。1961年11月，美国开始执行“双子星座”计划，这是一个为“阿波罗”登月计划做准备的过渡性计划。1961年5月，美国开始执行“阿波罗”登月计划，首先是发射了三种无人月球探测器，以收集月球资料。“阿波罗”飞船先后发射了17次，其中有2次沿轨道飞行，7次载入登月飞行。1969年7月10日～21日，“阿波罗”11号首次将2名航天员阿姆斯特朗和奥得林送上月球，以后的登月飞行中，又相继将10名航天员送上月球。

（三）载人航天站

航天站是在载人飞船的基础上发展起来的永久性飞行器，又称空间站、轨道站或太空站。航天站标志着载人航天活动已由空间探索转向空间开发利用。航天站实际上是一颗可供多名航天员巡访、长期工作和居住的大型人造卫星，因而具有很高的军事价值。

研制航天站的设想早在本世纪初，即由俄国著名科学家齐奥科夫斯基提出。1923年，德国火箭专家奥伯特不仅提出了建立航天站的设想，而且有远见地预示了航天站的军事应用。此后，一些科学家还提出了航天站的具体方案，然而，由于当时的技术所限，这些方案无法变成现实。直到70年代初，现实的航天站才由前苏联发射升空。

前苏联自1971年4月10日发射“礼炮－1”号航天站以来，已经发射了7个“礼－1”号航天站，1个“和平”号航天站。这8个航天站又分成三代：“礼－1”号至“礼炮－5”号为第二代，均有两个对接口，能与两艘“联盟T”飞船对接，或与一艘“联盟T”及一艘“进步”号货物舱对接，组成轨道复合体在近地轨道上运行。“和平”号为第三代，有6个对接口，能与6艘飞船对接而组成7个舱体的轨道复合体。总重可达106吨，工作舱总容积达518m³，能够容纳5～6人同时工作。

美国于1973年5月开始实施“天空实验室”计划。“天空实验室”航天站由轨道舱、过渡舱、多用途对接舱、太阳望远镜和“阿波罗”指令服务舱5个部分组成，全长36m，直径6.7m，重82吨，工作容积为327m³。“天空试验室”上有6架照相机对向地球，担负着重要的军事侦察任务。“天空试验室”在接待3批航天员后即停止使用，于1979年7月12日陨落在印度洋。之后，美国开始执行“永久性大型载人航天站计划”，并将此定为20世纪80年代和90年代的发展重点。

（四）航天飞机

航天飞机是一种能够重复使用、并且可以在太空与地球之间来回往返的新型航天器。它起飞时像火箭，靠强大的推力垂直发射到天空；进入轨道后好像卫星或飞船，在围绕地球的轨道上运行；返回地球时又像是飞机，可以通过驾驶员的操纵沿着跑道滑翔降落。它集中了火箭、卫星和飞机的优点，又克服了它们的缺陷，因而是一种理想的太空交通工具。

美国是世界上最早研制航天飞机的国家，从1972年开始，用了10年时间，耗费了100多亿美元，先后研制了5架航天飞机（“创业”号、“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号和“亚特兰底斯”号）。其中“创业”号是试验样机，没有进行轨道飞行，“挑战者”是在其余4架中性能量好、飞行次数最多的一架（4架航天飞机在早期的总共25次飞行中，“挑战者”号占10次），是航天飞机中的佼佼者。

美国的航天飞机由轨道飞行器、外推进剂箱和固体燃料助推火箭三大部分组成，轨道飞行器是航天飞机的本体，长约37m，重75吨。外形像一架大型喷气客机，头部是乘员工作和休息的坐舱，机身是货舱，一次可向太空运送20多吨货物或从太空带回10多吨重的东西（如收卫星或太空工业产品等）。外推进剂箱呈圆筒形，长约47m，最大直径8.4m，可装7 090多吨的液体氧。推进剂耗尽后便与轨道飞行器分离，不再回收而成为太空垃圾。两枚固体燃料助推火箭的长短与轨道飞行器相似，外形酷似削尖的铅笔，每个助推火箭可装500吨固体推进剂，两枚火箭可为航天飞机提供70%的推力。固体燃料助推火箭与轨道飞行器分离后，可以回收使用。5台主计算机和200多台小型电子计算机、上千个传感器构成了航天飞机的中枢神经系统，为航天飞机的发射、飞行和降落提供安全保障信号。1986年1月28日，“挑战者”航天飞机发射升空时爆炸造成了7名宇航员全部丧生。为了接替“挑战者”号，美国又研制了“奋进”号航天飞机，并于1992年5月7日格林尼治时间23时20分顺利升空。

20世纪70年代中期，前苏联制定了一项分两步走的航天飞机发展计划：第一步研制一种小型航天飞机，以接替“联盟”号飞船担负的航天运输任务；第二步研制与美国现用航天飞机的大型航天飞机。至今，俄罗斯的小型航天飞机已经过多次试验，大型航天飞机正在研制过程中，其大型航天飞机估计高度65m，翼展23m，三角翼，起飞重1 500吨，起飞推力4 000～6 000吨。

此外，欧洲航天局在研制一种名为“海尔梅斯”的航天飞机，日本的航天飞机也处在研制之中。