只谈技术不聊对错:间谍卫星是个什么?

间谍卫星

有人说它星如其名,就是个窥探别人隐私的“间谍”

有人说它是高科技的产物,能够洞察一切

更有人把它称为“上帝之眼”,可以看到任何想看的东西


就像美国人在1美元背面金字塔上印的那只眼睛

也被叫做全视之眼或者是荷鲁斯之眼

代表着上帝监视人类的法眼

只谈技术不聊对错:间谍卫星是个什么?

(文章内容来源于网络)


而凑巧的是,在间谍卫星领域醉的最好的

还真就是画着美元的美国人


“窥视”地球的1000颗卫星

美军有多少间谍卫星,到现在也没有准确数字,但也并非无迹可查,美国“关注科学家联盟”组织此前公布的全世界卫星数据库显示,目前正在环绕地球飞行的共有1000颗左右各类卫星(星链卫星除外),而其中一半以上属于世界上唯一的超级大国美国,它所拥有的卫星数量超过了其他所有国家拥有数量的总和,达500多颗,军用卫星更是超过了100多颗:在这些军用卫星中,有近60余颗各种类型的间谍卫星,美国是世界上拥有间谍卫星数量最多、卫星性能最先进的国家。这些间谍卫星一般分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、导弹预警卫星和海洋监视卫星4大类。

—电子侦察卫星,主要是收集各种电子讯号,判断分析对方的频率、信息

—红外成像的导弹预警卫星,通过对红外热特征的收集,判断导弹发射状况

—海洋卫星,对海面和洋流进行大范围侦测

—光学成像卫星,最有名的就是锁眼系列(照相侦察卫星)

—雷达成像卫星,主要是利用合成孔径雷达发射的电磁脉冲进行主动探测(照相侦察卫星)

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间谍卫星起源:太空科技+冷战的附加产物

这些间谍卫星的主要“受益”机构,就是而缔造出这些"上帝之眼"的正是美国最为著名的两大情报机构美国中央情报局(CIA)和美国国家侦查局(NR0),核心是利用遍布于地球近地轨道和同步轨道上的代号为KH"锁眼"的间谍卫星,其最高分辨率可以达到10-15厘米,这相当可以从太空之中测量你影子的精确尺寸,想想就有些可怕。

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从1958年1月31日美国发射第一人造卫星"探险者-1"号开始,军用侦查卫星的概念就被美国情报部门提上了议事日程。就在次年,美国空军和CIA合作率先发射了一颗代号为"科罗娜"的小型人造卫星用于军事侦查用途,其地面分辨率仅为3-6米,属于第一代的普查型间谍卫星。这颗卫星和"U-2"高空侦察机,以及"SR-71"黑鸟侦察机一起作为对前苏联军事情报侦查的主要手段,在冷战时代这些项目都被高度保密,以至于当时美国国内的民众甚至部分军方人士都完全不清楚"科罗娜"项目的存在。

而这个"科罗娜"项目正是KH"锁眼"间谍的前身,KH1-4型除了在光学分辨率上有所不同外,其基本设计都是基于"科罗娜"卫星研发的。而此时空军也单独搞了一个"萨默斯"(SAMOS)计划,发射了萨默斯A/B两种侦查卫星 ,不过由于其照片清晰度的问题,该计划在1962年KH-1"日冕"侦查卫星正式开始工作后,就被并入了NRO的计划之中。

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其实在"锁眼"之前,美国还有其它的侦查手段:比如使用U2或者黑鸟高空侦察机,或者是人员渗透,但是伴随美苏两国的冷战对峙进入白热化,铁幕落下后的渗透工作举步维艰。而此时更多的反侦察武器也被开发出来,这其中就包括萨姆2防空导弹,所以高空侦查也遇到的巨大的阻碍。1960年5月第一架U2高空侦察机在苏联上空被击落,接下来在5月11日-16日,时任美国总统艾森豪威尔总统首次承认在苏联进行情报工作,同时表示停止相关工作。当然了,苏联的情报是不能真正中断的,既然无法进行有人高空侦查,那么无人高空侦查就成为了唯一选项,这就促成了"锁眼"侦查卫星的蜕变,NRO正式浮出水面。

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最早"锁眼"卫星都是由CIA负责的,但是中情局和整个社会面接触比较广,对于卫星侦查这种冷战时期过于敏感,甚至是可以触发"核神经"的项目,理应交由更隐秘的组织负责;而且CIA本身也不具备对侦查卫星维护和建造的相关经验,多部门合作更有暴露机密的危险。为此在1961年,美国国家侦查局成立,也就是我们前文所说的"NRO",其保密程度之高,直到1973年10月,也就是12年后美国政府才正式承认。


那么,“锁眼”到底都能做些什么呢?

美国主要使用的是‘锁眼’-12侦察卫星,最高分辨率达到0.1米,是世界上分辨率最高的光学侦察卫星。”之所以能达到这么高的分辨率,是因为“锁眼”-12卫星使用了类似“哈勃”太空望远镜的大口径相机。值得一提的是,该卫星重14吨,比上一代“锁眼”-11卫星携带更多的燃料,在轨服役时间最长可达8年;目前美国拥有4颗现役“锁眼”-12侦察卫星。这4颗卫星部署在互补的轨道上,可昼夜侦察和监视地球上任意一个感兴趣的地方。除了继续发展低轨道光学侦察卫星,美国还在部署地球静止侦察卫星。这种卫星距地面高度达3.5万公里,可一次性捕捉地球40%的地表图像,3颗卫星就可以覆盖整个地球,被称为“间谍卫星之王”。

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而它能够被称为“间谍卫星之王”,不是没有原因的


—运行时间越来越长

最早的"锁眼"侦查卫星,KH-1到KH-3"日冕"系列都是完全的一次性的侦查卫星,在有限的天数后便成为废物。以现在最新型的锁眼一颗造价高达25亿美金来看,当年使用一次性侦查卫星可谓真的是在烧钱;KH-5"氩"、KH-6"绳索"、KH-7"策略"等改进型锁眼相继出炉。其中最新型的KH-7在1963年就研制完成,此时NRO接过锁眼刚2年,冷战时期的研发效率可以说真的太强了,现在的NASA用2年时间连一个登月车都造不好。不过KH-7"策略"和KH-8"策略2"依然有一个致命的问题,就是尽管相机数量多了,但是电池能量却有限,如果持续拍摄最多使用8天,上千万美元的卫星就用8天,还是很费钱的。

随后的KH-9还史无前例的使用了"太阳能电池板"供电,借助这一技术也全面超过了了之前任意型号的"锁眼"卫星,最长的一次足足运行了270天;1976年NRO正式开发出了KH-11"晶体"军用间谍卫星,这完全可以被描述为一款划时代的科技成就,因为此刻漂浮在我们头顶的间谍卫星中还有4枚就是KH-11,其中有一部分已经工作了20年以上,依然忠实的为美国情报机构扮演着"上帝之眼"的角色。

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—相机分辨率

这里说相机只是开玩笑,但军用间谍卫星唯一的侦查方式就是拍照,而且是从距离地球表面几万米的高空拍摄,分辨率问题就成为了体现情报价值的重要标准,如果不能从照片中分析出有价值的内容,那么这张花费几百万成本的照片就一无是处。而最初的KH-1到KH-4都是属于第一代普查型卫星,照片分辨率为6米级,后续提高到2-3米级,但是情报价值依然有限,只能对相关地区进行大致的判断,可解决"是否"和"有无"的问题,但是无法进一步提供拍摄对象的技术细节。

在其后的KH-8"策略2"卫星上,这个拍摄分辨率再一次升级为0.1米,虽然只是比0.6前进了一小步,但是这其中的战略意义却是非常巨大的,可以说是改变了军用间谍卫星侦查的历史意义也不为过通过高倍观察仪器已经可以测量到建筑投影的尺寸了,这样对一个新建的发射场地,或者军用设施,就可以准确估计其建造进度和完工时间,也基本上就掌握了前苏联相关军事设施开发的进度。通过连续拍摄的照片,还可以观察出影子不断变化的程度,加上从当时拍摄地点的经纬度以及太阳的相对位置,可以直接计算出投影物(如导弹)的长度、弹径、发动机喷口尺寸等等,进而可以直接估算出导弹的威力、射程等等。

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(古巴导弹危机卫星照)


不过这还远远不是70年代科技的极限,最后实现超越的依然是KH-11"晶体"卫星。由于KH-11不再需要空间存放相机和返回舱,所以可以建造更大的圆柱结构用于放置超大尺寸的镜片,其第一级镜片直径已经达到了惊人的2.3米,2019年的9月,美国出现了一张卫星照片,展示了伊朗"霍梅尼太空发射中心"发射火箭失败的情况。根据很多航空爱好者分析,其照片早已超过了一般商业卫星的分辨率,达到了15厘米(0.15米)的军用侦查卫星级别,同时根据照片中的影子长度和角度判断出是代号USA-224号"锁眼"侦查卫星,这正是KH-11"晶体"所属的15颗卫星之一。


—拍摄距离

为了能够拍摄出更清楚的画面,卫星似乎应该离地球上的拍摄位置越近越好,但实际上却没有简单。其实在最早的时候"科罗娜"卫星也是运行在500 -2000千米的近地轨道上,但随着世界航空技术的整体发展,发射小型卫星的成本也大幅降低,近地轨道卫星数量大量增加,目前近地轨道上估计有各个国家、公司和组织的卫星800-1000颗,此时在近地轨道上运行军用侦查卫星就显得不太合适了,或者说……很容易造成矛盾。

在KH-11卫星发射时,它的轨道就已经上升到"太阳同步轨道",距离地面大约6000千米,是空间站运行高度的2倍以上,足以保证军用侦查卫星的绝对安全。至于高度增加带来的拍摄分辨率的问题,则可以通过增加镜片直径的方式慢慢克服,至少相比而言安全是第一优先级的,如果不安全,拍的再清晰也毫无价值。在这个轨道上运行的卫星相对于太阳是处于静止的,这就保证了同一地点的每张照片上自然光源是固定不变的,通过计算影子高度可以解析出物体的具体尺寸(如导弹、火箭、地下发射井等),而光源固定不变后影子也是固定,这样计算出的尺寸就会更加准确,这让KH-11提供照片就更具有战略价值了。

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那么以后的"锁眼"卫星轨道高度是否还会持续增加呢?

答案是肯定的,高度保密的KH-12"偶像"侦查卫星,在1990年首次发射的时候就已经被送入了"地球同步轨道"。该轨道距离地面36000千米左右,是KH-11轨道高度的6倍,此时卫星的最大优势是从外部看相对于地球是同步飞行的,而从地球上来看则是相对静止,一般在该轨道的通信卫星只需要2-3颗就可以覆盖整个地球。不仅覆盖率高,如今的间谍卫星更可以说已经完全“看透了一切”

此前,由凯佩拉空间公司设计的这颗名为“凯佩拉—2”的间谍卫星,使用了美国航空航天局自上世纪70年代以来一直使用的合成孔径雷达技术,无论空气能见度、云层覆盖或一天中的任何时间,它都可以观测地球;正是由于功能太过强大,人们质疑该卫星可用于对建筑物内的人员进行成像。不过,凯佩拉公司坚持说,该技术不能用于监视建筑物内的人员,尽管雷达波可以穿透墙壁,但其无法对室内任何物体成像。


文章最后,中国在这方面有没有什么技术或者是应对措施呢?

中国很早就认识到返回式侦察卫星的重要性。早在一九六五年制定中国卫星系列规划时,就把返回式侦察卫星确定为中国卫星发展规划的一个重点,并于一九七 五年获得首次飞行试验和返回成功,成为继苏联和美国之后,第三个成功发射返回式卫星的国家。

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这一成就重要性在于:从此中国拥有了自己的战略侦察手段,可以 为中国的战略导弹确定目标,并能监视他国的军事部署和调动情况,还能检查中国自己军事目标的伪装情况,军事上的价值无法替代。在政治上,侦察卫星帮助中国 确立了大国地位。当今即使是日本、德国等发达国家尚无这类卫星。

从一九九二年到一九九六年,中国已连续成功地发射和回收了三颗返回式侦察卫星。与第一代中国侦察卫星相比,中国第二代卫星的轨道寿命、卫星照片的分辨率、胶片的装片量,以及胶片的有效利用率都有大幅度增加。综合考虑上述因素,该型号卫星一次飞行提供的情报数量要比第一代侦察卫星高出十三倍以上,这是巨大的飞跃。中国侦察卫星上的恒星相机是用来精确测定卫星及地面目标的位置的。目前,中国的恒星相机摄星能力,从最初四等星可测提高到七等星可测,可测星的数量从十颗左右 提高到近二百颗,这是大的进步,它从一个侧面证明中国航天照相机技术达到了一个高水平,显示中国已经能够极精确地测定地球上任何一点的位置,可以为战略武器指示目标。

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中国拥有大量远程反舰导弹和潜艇。如果用侦察卫星指挥他们在近海进行协调一致的饱和攻击,那么无论是美国海军还是台湾海军都难以抵挡。中国雷达侦察卫星投入使用后,中国的卫星侦察将不再受天气限制,10年前才投入使用的美国“长曲棍球”雷达侦察卫星具备一定的探地能力。据说它能发现地下5米深度的目标。中国早就开始了探地雷达的研制,中国具备探地能力的雷达侦察卫星投入使用将比美国晚10年以上,但它的探地能力将比其前辈美国“长曲棍球”卫星强。台湾军方自以为神秘的佳山地下要塞和其它地下工事,我们都看得一清二楚。

正由于侦察卫星在军事方面性能重要,近期美国出现了垄断航天侦察的企图。一九九七年十月十七日,美国进行了一次激光打卫星的试验。目前美国因技术限制,尚无击毁别国卫星的能力,但它发射的激光束可对光学侦察卫星的光学部件造成伤害。中国不会参与空间军备竞赛,但中国在高能激光方面已具水平,虽然不具 备击毁卫星的能力,但破坏光学侦察卫星的能力还是有的,这将足以威慑别国对中国侦察卫星的干扰和非法激光攻击。


简单说:你不惹我,我不惹你

你要惹我,我neng死你

为中国的日益强大骄傲~~~


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页面更新:2024-06-02

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