镜头直径4.3米的大杀器,才是侦查卫星之王
2020-10-15 07:39:42
现代战争,越来越体现发现既摧毁、居高临下势如破竹这2大战争的基本规律。因此居高临下的对敌卫星侦查手段仍然不可替代。由于人眼天然适应可见光波段,因此可见光侦查卫星仍然是最主要的战场侦查手段;拍摄可见光的卫星图片和视频是对敌侦查的最主要方式之一。目前全球最强的低轨道对地光学侦查卫星,在太阳光照合适的情况下,已经可以做到0.1米级别的最高分辨率。到了这个程度,已经可以分辨地面上的个人,以及家用轿车的型号;自然用来分辨战区的坦克、大炮和海上舰船的基本型号、编号都已经易如反掌。至于说可看清车牌和报纸头条还是明显有所夸张。这种说法忽视了大气层自带的扰动效应。如果真正达到看清车牌的程度,大部分是航空侦查成像而不是卫星成像为主。有些方面经常用航空垂直成像效果来冒充卫星成像。
也只不过可以忽悠一下外行而已。卫星成像要达到0.5米以下的分辨率,那么成像的卫星的轨道高度大多数不能超过距离地面250公里,而且成像的视场很小,大多数情况下最多只有90乘以90公里的宽度。根据航天常识都知道,200到250公里的轨道高度基本已经是最低的安全轨道。此时在太阳风的作用下,大气层经常会膨胀,上限达到300公里左右,因此在200到250公里轨道上的航天器会产生急剧的摩擦减速效应。每天轨道下沉幅度都会在100米以上。如果没有大量的燃料长期抬高轨道。那么这类光学成像卫星最多运行一年半载就会因为速度不足而最终落入大气层内烧毁。而高清晰度成像卫星本身的造价都非常高。动辄十亿美元一颗起步,这是因为仅仅其反射光学镜头就价值数亿美元。如果仅仅飞行一两年就坠毁了,岂不是十分可惜?
低轨道侦查卫星还会受到地面光线不足,云雾遮挡等概率极大的天然干扰。每天的侦查区域也有限。于是各大国就想到了地球同步轨道侦查卫星和高轨道侦查卫星结合的星座模式。同步轨道光学侦查卫星的视场非常大,只需要一颗就可以看清全球40%以上的地表和海面,3颗布局就可以基本侦查全球80%以上的表面,如果再加上2颗高抛极地观测卫星。5颗组成一个星座,那么全球表面的一行一动都会尽收眼底,是最理想的光学侦查视角。不过也有非常不完美的地方,这就是这类卫星距离地面普遍在3万公里以上,距离有点过远了。而成像的清晰度和距离成反比。在3.6万公里的高度,过去大多数光学成像卫星的分辨率只有20米级别,也就是20米一个像素。一艘大甲板的巨型航母也不过15个像素左右,作为军事侦查,这分辨率显然是不够的。至于比航母更小的舰船和坦克车辆,更是无法分辨。
因此同步轨道光学卫星过去只长期作为气象卫星使用。不过随着技术进步,特别是直径越来越大、制造精密度越来越高的碳化硅反射镜片的技术突破,目前的同步轨道光学侦查卫星的分辨率已经从20米级提高到10米级,个别的试验型号已经提高到5米级,已经完全可以在全球跟踪航母和附属舰队。而新兴大国研发成功的4.3米超级反射镜片这种大杀器制造的同步轨道光学侦查卫星即将发射。要知道锁眼系列和哈勃望远镜的镜片只不过2米级或者稍多一点。4.3米级的反射镜片看3.6万公里之外,可对地面和海面获得1米以下的分辨率。而且对重点区域可以采取凝视连续观察,除了图片还有实时动态视频。这才是一眼总览全球,不愧为现代侦查卫星之王。