張睿 李智（裝備指揮技術(shù)學(xué)院）

□□隨著空間技術(shù)的發(fā)展，美軍的軍事行動越來越依賴于各種衛(wèi)星。然而，由于其空間系統(tǒng)缺乏必要的靈活性和軌道機動能力，容易受到攻擊，而且快速響應(yīng)能力有限，無法對空間系統(tǒng)進(jìn)行及時的補充，昂貴的發(fā)射成本也在很大程度上制約了向太空發(fā)射載荷的質(zhì)量和數(shù)量。為了解決空間系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力，美國提出了作戰(zhàn)快速響應(yīng)太空（ORS）的概念。2000年，在空軍提出“大規(guī)模生產(chǎn)”小衛(wèi)星的概念后，猶他州大學(xué)空間動力實驗室實現(xiàn)了小衛(wèi)星生產(chǎn)和設(shè)計的流水線化，每顆衛(wèi)星可節(jié)省100萬美元，并且大大加快了應(yīng)急發(fā)射的響應(yīng)速度。2003年，美國國防部轉(zhuǎn)型辦公室正式提出“戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星”（TacSat）的概念，其基本理念是構(gòu)建低成本且具備快速反應(yīng)能力的空間平臺，衛(wèi)星的使用范圍由軍師級擴展到戰(zhàn)區(qū)各級指揮員。

目前，美國海軍研究實驗室已完成了戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－4有效載荷的所有環(huán)境與性能測試。該衛(wèi)星原計劃2009年秋季發(fā)射，但因火箭出現(xiàn)技術(shù)問題及美國國防部任務(wù)優(yōu)先級的變更，發(fā)射時間推遲到2010年8月。

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1

1 戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1是一顆低分辨率光學(xué)成像小衛(wèi)星，質(zhì)量為109kg，由美國國防部轉(zhuǎn)型辦公室和海軍研究實驗室共同研發(fā)，結(jié)合了成熟的軍事和商業(yè)衛(wèi)星技術(shù)。它的設(shè)計原理取自傳統(tǒng)衛(wèi)星和無人空間飛行器的功能和硬件設(shè)計。該衛(wèi)星驗證的3個重要功能包括：①空中和空間設(shè)備的協(xié)作；②載荷的戰(zhàn)術(shù)控制和通過保密I P路由網(wǎng)絡(luò)（SIPRNET）的數(shù)據(jù)分發(fā)；③特殊發(fā)射器性能，它是一種信號情報系統(tǒng)，能夠全天候、遠(yuǎn)程跟蹤地基和?；走_(dá)。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1攜帶有可見光成像儀和紅外成像儀兩個光學(xué)載荷。紅外成像儀使用的是微測輻射熱計FPA，由于不需要低溫冷卻，因此質(zhì)量更輕，體積更小，能耗更低。紅外成像儀的探測范圍為7.5～12μm，探測精度為850m；可見光成像儀的探測精度為70m。

根據(jù)美國國防部的最初設(shè)想，一旦“戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星”發(fā)射成功，地面部隊將可以直接對星上遙感器發(fā)出指令，并通過美國政府的保密IP路由網(wǎng)絡(luò)獲得需要的數(shù)據(jù)。然而，由于2007年8月戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2的發(fā)射已驗證了戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1需要驗證的大部分技術(shù)，戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1的發(fā)射被取消。后來有報道稱，戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1將在獵鷹－1（Falcon－1）火箭第6次發(fā)射時升空，并更名為戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1A。

2 戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2[又名聯(lián)合作戰(zhàn)空間－1（JWS－1）]是一顆全色光學(xué)成像小衛(wèi)星，于2006年12月16日由“人牛怪”（Minotaur）火箭發(fā)射至362km上空。衛(wèi)星質(zhì)量為370kg，由美國空軍研究實驗室研制。其主要任務(wù)是：了解快速部署衛(wèi)星的工程技術(shù)；了解快速研制新衛(wèi)星和有效載荷的要求和限制；了解小衛(wèi)星之間如何相互引導(dǎo)才能實現(xiàn)目標(biāo)成像。

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2

2007年4月，美國空軍開始利用戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2搜集圖像，共進(jìn)行了11項試驗，其中最重要的是地球表面成像（ESI）試驗和目標(biāo)指示器試驗（TIE）。地球表面成像儀是戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2主要有效載荷，它采用仙童公司（Fairchild）成像CCD583時間延遲積分線性掃描陣列，以大約9600線/秒的速率進(jìn)行采樣，地面采樣距離為0.9m。運行在近地軌道的戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2具有較高的地面掃描速率（衛(wèi)星地面軌跡速率為715km/s）。目標(biāo)指示器試驗設(shè)備主要用于驗證與戰(zhàn)術(shù)有關(guān)的作戰(zhàn)能力，完成實時信號定位，利用天基或航空采集平臺的無線電頻率信號進(jìn)行采集和成像系統(tǒng)試驗，另外，該設(shè)備還可以在軌道上重新編程，從而捕獲新目標(biāo)。目標(biāo)指示器試驗設(shè)備在戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1上使用過，功率為70W，而戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2上改進(jìn)后的目標(biāo)指示器試驗設(shè)備的功率僅為7W。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2在2007年12月停止運行。

3 戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－3

2009年5月19日，美國空軍的“人牛怪”火箭將戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－3發(fā)射升空，軌道高度約為425km，同時入軌的還有美國航空航天局（NASA）的1顆PharmaSat微衛(wèi)星和3顆立方體衛(wèi)星（CubeSat）。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－3于2004年開始設(shè)計，原計劃2007年發(fā)射，后因衛(wèi)星設(shè)備出現(xiàn)多種問題而推遲2年。衛(wèi)星質(zhì)量為400kg，由空軍研究實驗室負(fù)責(zé)管理。該項目的目標(biāo)是研制快速響應(yīng)、具有靈活性和經(jīng)濟上可負(fù)擔(dān)的太空作戰(zhàn)系統(tǒng)。另外，美國國防部力量轉(zhuǎn)型辦公室還將利用這顆衛(wèi)星試驗標(biāo)準(zhǔn)化模塊用于后續(xù)“戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星”任務(wù)的適應(yīng)性。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－3攜帶3種有效載荷。

先進(jìn)響應(yīng)型戰(zhàn)術(shù)有效軍用成像光譜儀（ARTEMIS） 它是一臺高分辨率的超光譜成像儀，能實現(xiàn)制定戰(zhàn)術(shù)決策的下級指揮官快速詢問和接收有關(guān)敵方部隊與設(shè)備方面的信息。該成像光譜儀由雷神公司制造，光譜范圍覆蓋可見光到短波，由高精度全色成像光譜儀、望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)器件、焦平面陣列和可控/輸出電子裝置構(gòu)成。

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－3

海洋數(shù)據(jù)遙測微衛(wèi)星鏈路（ODTML） 它由海軍研究辦公室提供，作為衛(wèi)星的第2級有效載荷，能夠快速向作戰(zhàn)者提供通信信息，如把采集到的海上浮標(biāo)的信息發(fā)向地面站，再由后者傳給作戰(zhàn)人員。

空間電子試驗（SAE）有效載荷 它利用重新編程部件把有效載荷和衛(wèi)星結(jié)構(gòu)集成起來，使之具有更強大的功能。

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－3運用了用戶友好軟件，向官員們展示及時響應(yīng)型衛(wèi)星對戰(zhàn)場上下級指揮官的價值。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－3項目經(jīng)理表示，希望能建成一種天基支持軍事的全新范例。該衛(wèi)星在2009年年底參加陸軍的實驗，展示其接收戰(zhàn)區(qū)指揮信息，收集圖像，并將成果下行到戰(zhàn)地士兵手中的能力。

4 后續(xù)衛(wèi)星

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－4質(zhì)量約為363kg，用于驗證超視距通信。除了為部隊與其視線之外的其他部隊提供通信聯(lián)系外，這顆衛(wèi)星還能為配置跟蹤裝置的友軍提供數(shù)據(jù)中繼，監(jiān)控友軍的位置，避免發(fā)生友軍間誤傷事件。此外，它還可用于中繼海上浮標(biāo)發(fā)出的信息。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－4實際上相當(dāng)于一臺特高頻（UHF）通信轉(zhuǎn)發(fā)器，與大型軍事衛(wèi)星“移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)”（MUOS）類似。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－1～3成像衛(wèi)星都運行在450km的近地軌道，而戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－4運行在近地點為400km、遠(yuǎn)地點為12000km的橢圓軌道上，這樣既能對感興趣的地區(qū)進(jìn)行較長時間的觀察，又能提高通信載荷的利用效率。該衛(wèi)星由美國海軍研究實驗室主管，海軍研究辦公室和力量轉(zhuǎn)型辦公室也參與其中。

戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－5將是一顆軍事偵察衛(wèi)星，質(zhì)量不足400kg，成本不超過2000萬美元，運行壽命1～3年。該項目于2007年啟動，由空軍研究實驗室和作戰(zhàn)快速響應(yīng)太空辦公室合作進(jìn)行管理。2009年1月，空軍研究實驗室發(fā)表了發(fā)展戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－5的廣泛機構(gòu)公告，但目前該任務(wù)還不明確。新的衛(wèi)星平臺將符合美國空軍實驗室即插即用電子標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計2012年發(fā)射。

作戰(zhàn)快速響應(yīng)太空衛(wèi)星－1（ORS Sat－1）是作戰(zhàn)快速響應(yīng)太空計劃的第一顆實用型衛(wèi)星，將提供地面部隊指揮官指定區(qū)域的彩色圖像，還將運用已有的地面系統(tǒng)處理和分發(fā)圖像等其他信息到戰(zhàn)場，其設(shè)計將滿足美國關(guān)鍵指揮情報、偵察和監(jiān)視的需求。衛(wèi)星將在2010年由人牛怪－1火箭發(fā)射，其上有一臺U－2間諜機上使用的攝像機。另外，作戰(zhàn)快速響應(yīng)太空衛(wèi)星－2將攜帶一個成像雷達(dá)有效載荷，以便為部隊提供全氣候的夜視能力。

5 結(jié)束語

要想在12個月內(nèi)完成衛(wèi)星的制造并投入使用，關(guān)鍵在于衛(wèi)星載荷平臺的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，還需要能快速組裝和發(fā)射的基礎(chǔ)設(shè)施。戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－2、3的成功發(fā)射和在軌運行驗證了衛(wèi)星快速制造、發(fā)射和運行及多種有效載荷技術(shù)，試驗證明作戰(zhàn)快速響應(yīng)太空概念在技術(shù)上是可以實現(xiàn)的。后續(xù)的“戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星”任務(wù)將繼續(xù)驗證不同載荷在作戰(zhàn)快速響應(yīng)太空任務(wù)中的能力，同時也將從不同軌道高度進(jìn)行驗證，如戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－4，而戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星－5將滿足即插即用的航天電子設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，加速了平臺標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程?！皯?zhàn)術(shù)衛(wèi)星”發(fā)展的模式和理念，對我國衛(wèi)星的發(fā)展具有一定的參考價值。