未来战争取得战场主动权的关键时制信息权,卫星侦察由于侦查面积大、范围广、不受国界和地理条件限制,是当前首选的主要侦察手段,未来的信息化战争的战场的制高点是太空。
军用卫星系统主要包括通信卫星系统、导航卫星系统、侦察卫星系统、气象卫星、测地卫星等。而其中,侦察卫星是最具代表性的军事卫星,主要通过星载雷达或光电传感器来获取地球表面的各种军事设施部署和军事活动情况。目前侦察卫星主要分为两类:成像侦察卫星(将在以后介绍)和电子侦察卫星。
电子侦察卫星是通过对诸如雷达、通信设备所辐射的电磁信号的获取,确定辐射源的方位及活动情况,从而为实时地攻击目标提供所需信息。因此电子侦察卫星称为“空间之耳”。据报道,美俄两国70%以上的军事战略情报来自航天侦察。
美国的电子侦察卫星主要有“大酒瓶”、“折叠椅”、“猎户座”、“水星”、“顾问”和“号角”以及“入侵者”、“徘徊者”和“海洋监视卫星”NOSS-2、NOSS-3等电子侦察卫星。
“大酒瓶”(Magnum)卫星
“大酒瓶”(Magnum)卫星又名水上技艺表演(Aquacade)卫星,为超大型地球同步轨道电子侦察卫星。它于年开始研制,历时多年,第一颗卫星费用达3亿美元,原定年2月发射,因为卫星体积太大,不能用一般火箭发射,遂拖延到年1月24日,由美国空军于东部试验场用发现号航天飞机携带升空,并于1月25日施放入轨,卫星质量达13.6吨,其太阳电池阵翼展宽度达30.5m,它定位于印度洋的新加坡和迪戈加西亚岛之间的赤道上空。星上一副前向碟形天线(直径90m)可覆盖前苏联,用于收集导弹遥测信号(MHz~2.2GHz)、雷达信号(MHz~10GHz)、微波通信、无线电话乃至步话机等更多更微弱的电子信号,另一副后向碟形天线将信息传送给澳大利亚松峡地面站,再由通信数据中继卫星转送回美国本土。
第二、三颗“大酒瓶”卫星分别于年12月23日和年11月16日部署入轨。以后的卫星改用大力神4运载火箭从东试验靶场发射。目前卫星使用的侦察接收天线口径达m,侦察微弱信号能力更强。“大酒瓶”卫星为“小屋”卫星扩大后的改型,用于接替“流纹岩”和“旋涡”两个卫星系列,是至今仍在轨运行的美国第3代电子侦察卫星。
“折叠椅”(Jumpseat)卫星
“折叠椅”卫星也叫“弹射座椅”卫星,是大椭圆极轨道型电子侦察卫星,又称通信情报卫星。卫星采用的轨道是高度约km×km、倾角63.4,轨道周期12小时。该型卫星由两颗卫星组网工作,轨道面间隔,连续提供极地覆盖。自年3月开始发射第一颗,至年11月共发射了6颗。卫星主要任务是通过截收前苏联闪电3型通信卫星的通信信号,对前苏联极北部地区提供专业化覆盖,收集最北部军事基地的话音通信,同时也探测前苏联反导相控阵雷达和空间跟踪雷达,以及截收其它电子信号。目前使用的是高级“弹射座椅”卫星。据不完全统计,年至年共发射了6颗,该型卫星的地面接收站有挪威北部的韦坦、美国的马里兰州米德堡、澳大利亚的松峡和英国的门威兹山。美国目前使用的两种类型的电子侦察卫星均为高轨道卫星,一种部署于同步轨道,如“大酒瓶”;另一种部署于大椭圆轨道,如“折叠椅”。
“猎户座”(Orion)卫星
“猎户座”电子侦察卫星主要的用户是中央情报局。这颗卫星运行在西太平洋上空的地球静止轨道上,主要用于24小时不间断地侦收印度、巴基斯坦、中国、中东、朝鲜、韩国和日本等国家的通信信号,以作为成像侦察的补充手段,提供政治、军事等信息,其数据比侦察图片潜在价值更高。
美国于年5月8日发射了一颗国家侦察局的电子侦察卫星,成功定点在西太平洋上空。就是一颗最新的“猎户座”卫星,是国家侦察局集成化过顶信号侦察体系-1(IOSA-1)计划的一部分。
“水星”(Mercury)卫星
“水星”是美国空军的地球同步静止轨道电子侦察卫星,主要用于截获信号情报(如无线电、雷达及其它电子系统信号)。它不但能侦听到低功率手机的通信信号,还可以收集导弹试验时的遥测、遥控信号,以及雷达信号等非通信电子信号。该星由休斯公司承造,采用长约米的新型特种天线。该天线在后来也应用到了商用APMT移动通信系统上。
“顾问”(Mentor)卫星
“顾问”卫星是美国中央情报局的地球同步静止轨道电子侦察卫星,用于截获电子情报。该卫星采用大型接收天线,可接收的最小地面信号的强度比低轨道卫星的弱30dB以上。电子侦察卫星现正从低轨道向高轨道和地球静止轨道发展,这得益于星上侦察接收机灵敏度的提高。在常年值守的电子侦察装备中,这种静止轨道电子侦察卫星有较多的优势:卫星轨道越高,地面覆盖面就越宽,时效性也越好。所以,美国很重视发展这类卫星。年5月14日,“顾问”卫星成功完成了首次发射,后又于年5月9日和年9月9日分别进行了两次发射,据推测,年发射的卫星可能已失效,目前在轨正常工作的“顾问”卫星至少有2颗。
“号角”(Trumpet)卫星
为保持和加强在电子侦察卫星方面的优势,美国于20世纪90年代研制了“号角”卫星,从年至今已发射了至少3颗。由美国空军和中央情报局联合使用的“号角”由休斯公司研制,卫星重5~6吨,侦察天线直径米,运行在近地点千米、远地点千米的大椭圆轨道上,主要任务是把窃听范围扩大到包括俄罗斯和中国北部在内的高北纬地区。它吸收了当今军用航天系统中最先进的电子技术和数传技术,配备了极高频中继系统,装有复杂而精细、展开后足有一个足球场大的宽频带相控阵窃听天线,可同时监听上千个地面信号,包括俄罗斯与其核潜艇舰队之间的通信。“号角”可近似连续地进行信号情报侦察,在夺取制信息权方面发挥重大作用,它的入轨使美军电子侦察能力跃上一个新台阶。
“入侵者”(Intruder)卫星
“入侵者”(Intruder)卫星是美国第五代电子侦察卫星,也是最新一代超大型同步轨道电子侦察卫星。“入侵者”卫星是美国“集成化过顶信号侦察体系”(IOSA)的组成部分,是利用天基网的发展思路和新的设计理念研制的,目的是提高电子侦察质量,降低系统成本。它具有多轨道能力,可代替当今静止轨道和大椭圆轨道的卫星并集通信情报和电子侦察于一身。
由于美国对该型卫星采取严格的保密措施,因此,很难获得有关“入侵者”卫星的确切资料。据推测和分析认为,“入侵者”卫星汇集了“大酒瓶”、“水星”和“号角”等卫星的功能,是目前最先进的电子侦察卫星。该卫星具有变轨能力,可替代当今静止轨道和大椭圆轨道的电子侦察卫星,在统一各轨道系统的同时,还集通信情报和电子情报侦察于一身。根据资料分析,预计该卫星仍采用第四代电子侦察卫星已经采用过的超大型网状相控阵侦收天线技术,但天线接收灵敏度将有大幅度提高。
入侵者“徘徊者”(Prowler)卫星
美国还在研制具有一定隐身特征的“徘徊者”(Prowler)静止轨道卫星,用于侦察、定位战略目标。“徘徊者”卫星被认为是精确信号情报目标群(PSTS)先进概念技术演示验证(ACTD)系统的先驱。除陆军的RC-12护栏通信情报高精度定位系统(CHALS)和快视-ES系统使用到达方向时差测向法外,目前只有少数信号情报系统可提供对通信或雷达发射机的可命中目标的定位精度。PSTS系统是联合武装部队和国防情报局利用现有国家级(包括空间)和战术级系统,开发并演示近实时、精确目标瞄准以及传感器到射手能力的一种计划。PSTS系统向战术用户提供的目标定位精度,将比任何单一的候选系统独自工作时性能要改善一个数量级以上。
美国海洋监视卫星(NOSS)系统
美国海洋监视卫星(NOSS)系统属于海军的白云电子情报系统,该型卫星采用三星星座体制,通过测量舰载无线电辐射源辐射信号的到达时间,来确定海洋目标(舰船)的位置,并对它们进行跟踪。如今,白云电子情报型海洋监视卫星系统是为装备有战斧巡航导弹的美国战舰提供超视距侦察和目标指引的主要手段,所以官方总是力图使其不引起外界的注意。
该型卫星有三个名称:白云(WhiteCloud)、一流奇才(ClassicWizard)和命运三女神(Parcae)。由海军研究实验室研制和制造的头两组原型卫星属于试验型卫星,其中第一组于年12月14日用雷神-阿金纳火箭发射,利用第一组试验型卫星验证了从轨道上对舰载发射源进行多点定位的原理,试验了星载重力梯度稳定系统,选定了工作轨道的最佳参数。后来的工作型卫星改由马丁-玛丽埃塔公司接手研制和生产,星载侦察设备由E系统公司提供。第一代基本型运行在高约km×km,倾角63.5°,质量约6吨,每组的三颗子卫星彼此间距50km~km。第二代运行在高约km×km,倾角63.4°质量约7吨。第三代命运三女神运行在高度千米、倾角63.4°的圆轨道,工作时3颗卫星为1组,组内各星保持约50千米的距离,星间可相互进行光通信,用4组星就可以完成全球无缝隙监视。
美国海洋监视卫星系统主要用来对水面舰艇和潜艇进行探测、跟踪、定位、识别监视其行动,获取海上军事情报。这种卫星通过截获舰艇上的雷达、通信和其它无线电设备发出的无线电信号实施海洋监视美国海军海洋监视系统(NOSS)计划又称白云计划,该计划于20世纪60年代末启动,到年发射了最后一组卫星。此后,接替它的是海军天基广域监视系统(SB-WASS-Navy)。它所获得的侦察信息直接传输给海洋保密大队的地面站,地面站对信息处理后,将情报传送给华盛顿海军作战情报中心。
综上,自年5月发射第一颗电子侦察卫星以来,美国的电子侦察卫星的发展历经5代(详见下表),随着技术的不断进步,电子侦察卫星的信息获取能力越来越强,在历次局部战争中发挥了巨大的作用。未来作战中如何“致盲”美电子侦察卫星是确立信息优势的关键。