照相侦察卫星──它是装有光学成像的空间遥感设备进行侦察,获取军事情报的人造地球卫星,常用的遥感设备有可见光照相机、电视摄像机、红外照相机、多光谱照照相机和微波遥感设备等。
世界上第一颗照相侦察卫星是美国的 “发现者”1号卫星,它于1959年2月28日发射成功。 “发现者”1号是一颗试验性侦察卫星。1960年8月10日,美国又发射了 “发现者”13号试验侦察卫星。8月11日,“发现者”13号接受地面指令控制,弹射出一个装有照相胶卷的密封舱,再入大气层,并在海上回收成功。这是人类从太空收回的第一卷照相胶卷。
由于卫星技术,光学遥感技术、信息传输技术和图像处理技术的进步,使照相侦察卫星性能有了很大提高。由于卫星轨道运行时间长,侦察覆盖面广,且飞行不受国界限制,又没有驾驶人员的生命安全问题,所以目前在美国卫星,已取代人了大部分有人驾驶飞机来执行照相侦察任务。
照相侦察卫星是利用所携带的光学遥感器和微波遥感器拍摄地面一定范围内的物体产生高分辨率图像的卫星。主要用于战略情报收集、战术侦察、军备控制核查和打击效果评估等目的。这类卫星的高度一般为几百公里。它把目标的图像信息记录在胶片或磁记录器上,然后通过返回式卫星送回地面,或用无线电传输方式实时或延时传回地面。这些信息经过加工处理后,就能判读和识别目标的内容细节并确定其地理位置。与一般的民用对地观测卫星相比,照相侦察卫星的最主要特点是地面分辨率较高,至少优于5m。为了提高分辨率,照相侦察卫星不仅需要先进的遥感器,而且卫星本身要运行在近地轨道,并进行高精度轨道及姿态控制,以保持所拍摄图像的清晰。照相侦察卫星种类繁多,性能各异。
按星载遥感器的不同,可分为光学照相侦察卫星和雷达照相侦察卫星两类。光学照相侦察卫星作为一种重要的空间侦察手段,被喻于太空中的“眼睛”,它是利用光学成像设备进行侦察,获取军事情报的卫星。目前最好的光学照相侦察卫星所拍摄的图像可以分辨出汽车尾部的牌照。雷达成像侦察卫星则可以弥补光学成像侦察卫星的不足,其独特的穿透侦察能力,对于夜间和全天候监视非常有用。比较典型的是美国的“长曲棍球”系列。
按侦察信息送回地面方式的不同,可分为返回型和传输型。返回型是将拍好的胶卷存入回收舱中返回地面,其优点是图像分辨率高、直观,易于识别分析,缺点是回收不及时,容易贻误战机。传输型是先把图像信息记录在磁带上,当卫星飞到地面接收站的控制区时,将图像信息发送到地面,由地面进行处理、识别。它的优点是地面收到信息快,但图像分辨率不高。
按侦察能力可分为普查型和详查型两种。前者分辨率为3~5m,一幅图片的面积达几千到一两万平方千米,主要用于大面积监视目标地区的军事活动、战略目标和设施的特征以及对危机地区和局部地区的战略侦察;后者的分辨率优于2m,一幅图片可覆盖几十到几百平方千米,主要用于获取局部地区重要目标详细信息的战略和战术侦察。
美国从1959年开始研制照相侦察卫星。“发现者”号是第一代回收型照相侦察卫星。该卫星采用可见光照相和胶片舱返回的方式,从1962年美国开始KH(即keyhole“锁眼”)系列卫星研制计划。
其中“ 科罗纳” 计划的卫星K H-1、2、3、4为第1 代, “ 氩”计划的卫星K H-5,“火绳”(又叫牵索)计划KH-6为第2代,“后发制人”(又叫策略)计划的卫星KH-7、8为第3代,“六角”计划的卫星KH-9(俗称“大鸟”)为第4代,“凯南/晶体”计划的卫星KH-11为第5代,“偶像”计划的卫星KH-12为第6代。
美国锁眼照相侦察卫星 KH-1到KH-4均使用差别不大的全景式相机或画幅式相机,而KH-7以后的卫星所携带的遥感器则有了质的飞跃,对军事目标判别有重要意义。KH-7是第一批真正的详查型卫星,每颗卫星用两个回收胶卷舱将胶卷送回地面,其分辨率为0.5m,工作寿命一般为5天;KH-8是KH-7的改进型,该卫星除了有红外相机和多光谱扫描仪外,还装备了高分辨率测绘全景相机,分辨率达0.15m,而且卫星具有机动变轨能力,工作寿命达30天;KH-9代表了美国光学照相侦察卫星向综合型侦察卫星发展的趋势,既能普查,又能详查。这种卫星兼有回收型和传输型两种工作方式,每颗卫星重13.1~13.4吨,装有多种遥感器,其中4个独立的胶卷回收舱用于传送分辨率达0.3m的详查信息,星上直径6.1m的展开式天线过顶传输普查信息,卫星工作寿命达71~275天;1976年12月19日发射的第1颗KH-11卫星使美国获得了卫星实时侦察能力,KH-11既能详查也能普查,普查时的分辨率为1~3m,详查时的分辨率可达0.15m。目前在轨运行的KH-12是1990年2月28日开始发射的,对地分辨率达0.1m。
继美国之后,前苏联也于1962年4月26日成功发射了首颗照相侦察卫星“宇宙-4”号。迄今为止,前苏联光学侦察卫星共历经了6 代。第1~4代为胶片回收型光学成像卫星,其中第1~3代的分辨率为1~4m,第4代采用两台相机,分辨力达到0.3m。第5代属可机动高分辨率传输型卫星,带有光电遥感仪(CCD相机),使卫星具有实时侦察能力,重约6700kg,其地面分辨率大于3m,是类似于KH一11的普查卫星。第6代照相侦察卫星装有高性能的光学系统及供实时数字图像传输的现代电子设备,可提供实时数字图像,具有多次变轨能力,可降到150km高度清晰拍照,它也可以抛下回收型胶卷舱,具有双重功能。
目前, 法国, 德国,意大利、西班牙和英国等欧洲国家正在合作研究多种侦察卫星系统,建立自己的侦察卫星体系,旨在21世纪成为世界上第三军事空间集团。另外,日本、以色列、印度等国也在建立本国的侦察卫星体系。