美军将应用卫星猎潜技术追踪潜艇

美军“锁眼”KH-12侦察卫星    

                    
    随着“从太空侦察海底”的技术越来越成熟，海洋正变得透明，潜艇在海底的行动将难以隐蔽。
    
    为此，美国海军积极将卫星猎潜技术应用到追踪潜艇上来，其太空反潜卫星正和海底声呐基阵、海面反潜舰艇、空中反潜飞机一起，构成立体反潜网络。
    
太空卫星“看透”大海
    
    侦察潜艇的传统手段是在海底和海面舰艇上部署声呐等装备，搜寻潜艇巡航时发出的声波。然而，美国目前正在大力发展“非声学探测猎潜”项目，主要着眼于用激光、红外以及卫星技术猎潜。
    
    与传统的声呐定位相比，卫星反潜有多种可选模式。卫星上的激光、红外探测器和合成孔径雷达都具备探测潜艇的能力，利用这些先进的探测器，卫星可以感知潜艇在水面下造成的“波动”。美军卫星还可以与海底传感器、固定在海床或漂浮在公海上的探测器，以及其他潜艇、船只和飞机组成完整的网络，从水下、海面、空中和太空4个层面，对潜艇发动“立体搜索”。
    
    卫星猎潜的主要原理是潜艇在巡航时会造成水流波动，形成尾流，这种尾流扩展到海面上，会形成较大面积的特性波纹。部署在卫星上的合成孔径雷达能够探测到这种特性波纹。此外，潜艇活动也可能造成海洋温度的微妙变化，被红外探测卫星捕捉到。
    
    实际上，早在上世纪80年代中期，美国就已发现卫星猎潜的潜力。1984年，美海军海洋学者保罗·斯库利·鲍尔搭乘“挑战者”号航天飞机上天，成功探测到其他国家潜艇的波纹。《亚洲时报》还披露，美国的“挑战者”号航天飞机也曾执行过太空反潜任务。今年5月14日，“亚特兰蒂斯”号航天飞机进行了最后一次太空飞行，乘员包括美海军潜艇部队上尉史蒂芬·鲍恩，美军有可能借此次机会进一步测试卫星猎潜技术。在未来18个月内，美军将发射多颗侦察和监视卫星，不排除其中有用于探测潜艇的卫星。
    
    美国海军分析人士诺曼·波尔马认为，美军反潜卫星网最好是成编队飞行的多颗小型海事卫星，它们可以将多类探测仪从不同的太空位置聚焦到一个可疑点上，探测效果更佳。
    
立体反潜仍存“死角”
    
    按照美军的规划，反潜网络应该将侦察卫星和潜艇、水面舰艇、无人水下艇、海上监视飞机和无人机的探潜装备连接起来，融合为一个庞大的“水下动态库”，供反潜部队使用。目前美军对高空飞艇反潜非常感兴趣，该项目将在菲律宾上空10千米至50千米高度部署雷达飞艇，探测从菲律宾到台湾海峡的大面积海域。如今，美军的反潜飞机、反潜舰艇以及海底声呐基阵等装备已经构成了较完整的立体反潜网络，加快部署反潜卫星意味着美军反潜网正在进一步完善。
    
    美军利用卫星侦察潜艇的项目早在上世纪90年代就已经取得相当成果。当时的红外卫星试验已经可以在太空中侦测到25米深度以下海域中0.006摄氏度的温度变化。如今技术更加成熟，美军开始加速推进该项目。当然，卫星反潜还面临一些技术难关。波尔马承认，尽管卫星能够探测到潜艇形成的尾流，但无法长时间进行跟踪。为了弥补卫星猎潜技术的不足，美海军正考虑将其他猎潜手段与卫星组网，形成一个综合猎潜系统。在美国发展卫星猎潜的情况下，任何国家的潜艇将在卫星的探测下“暴露无遗”。
    
    除美国之外，其他国家也在推动发展卫星猎潜技术。俄罗斯在1991年发射的Al－maz-1卫星就是一种潜艇探测卫星，可以观察到潜艇在水下产生的尾流。今年4月，俄罗斯太空系统公司发言人博尔德列夫透露，该公司的研究中心已经研制出一种新型卫星，能够探测到在深海航行的潜艇。预计该卫星将在2011年进入太空。
    
    日本方面也对卫星猎潜技术十分有兴趣。《亚洲时报》注意到，近年来日本发射了一些先进的遥感观测卫星用于海底侦察。近期日本同美国宇航局合作进行的一个项目也正试图将侦察卫星与海上探测浮标联网，具有明显的反潜意图。
    
    虽然卫星具有居高临下的优势，但受复杂海况条件及新型常规潜艇噪声低等因素影响，卫星反潜在实际应用中仍有难度。美国海军分析人士诺曼·波尔马称，在海洋中，潜艇属于相对较小的目标，但潜艇航行时产生的尾流是持续的，可长达数英里，虽然卫星可以追踪到潜艇的尾流，但无法长时间或是全天候地跟踪，而且还会受到潜艇所处深度、航速和海底情况等诸多因素影响。一名美国海军声呐专家也表示，“在我看来，风和潮汐等自然因素很容易掩盖潜艇的行踪，即使卫星反潜技术具有可行性，但仍会受到限制，并不值得投资。”
    
    由卫星主导的“天基反潜”系统虽然有着广阔的发展前景，但相关技术尚不成熟，美军想用卫星跟踪潜艇的行踪仍有不小的难度。
    
研制新型侦察卫星
    
    如今，美国继续完善其卫星侦察体系。2009年以来，美国根据安全形势需要，继续推进卫星体系建设，不断完善卫星侦察体系。
    
    一是高轨天基红外系统取得阶段性进展
    
    2009年，美国高轨天基红外系统项目取得重要进展，即首颗地球静止轨道卫星相继进行了基线综合系统试验和热真空试验，以及新版卫星飞行控制软件测试，包括电源、温控以及姿态与导航等分系统的控制软件，即将进行最终的卫星性能和系统试验以交付美国空军；第二颗地球静止轨道卫星的有效载荷完成了测试和交付。而第二颗大椭圆轨道载荷于2009年7月由美国空军正式运行。在试运行和效用评估期间，美国空军将两个大椭圆轨道载荷数据与原有国防支援计划卫星数据进行融合，并传送到作战网络中，从而提供有效的导弹预警和情报数据。
    
    二是第三代红外系统完成传感器测试
    
    2009年3月，雷声公司完成了美国第三代红外系统关键传感器的振动、电磁干扰和热真空条件测试。这次测试的目的在于确认该传感器在模拟空间环境中的性能。作为首个高性能的凝视传感器，采用了雷声公司研制的大尺寸焦平面阵列，从而可以实现单个望远镜对整个半球的红外监视。该传感器的主要技术优势是结合了国防支援计划和高轨天基红外系统的传感器。雷声公司表示将在两年内成研制可在轨运行的传感器。
    
    三是空间跟踪与监视系统进入系统验证阶段
    
    去年5月和9月，美国相继进行了空间跟踪与监视系统的两次测试任务发射，即1颗先进技术风险降低卫星和2颗演示卫星。先进技术风险降低卫星是部署于极轨的小型试验卫星，由美国通用动力公司建造，主要用于原型传感器技术和星箭集成技术验证，从而为空间跟踪与监视系统采用的新技术降低风险。2颗演示卫星由美国诺斯罗普·格鲁曼公司基于低轨天基红外系统的飞行验证项目建造，配置了凝视传感器和多波段红外传感器，分别探测弹道导弹飞行的各个阶段。
    
    四是新一代电子侦察卫星加强监听能力
    
    2009年1月，美国国家侦察局的编号为USA－202卫星搭乘“德尔塔”－4型运载火箭从卡纳维拉尔角空军基地成功发射并进入地球静止轨道。这颗卫星是美国最新一颗“顾问”电子侦察卫星，可以截获和监听目标地区如基地组织的通信以及雷达信号。卫星数据将通过美国国家安全局分发至其他15个负责情报分析的相关机构与组织。
    
美军在轨卫星
    
    美军的军用卫星体系由包括侦察卫星系统、预警卫星系统、军用通信卫星系统、导航定位卫星系统等组成，基本上具备了全球侦察监视、预警、通信、导航定位和气象预报的能力。仅侦察卫星，美国就在太空中拥有百余颗KH-12“锁眼”光学侦察卫星和“长曲棍球”照相雷达侦察卫星。此外，还有一些商业卫星也具有一定的侦查能力，可以作为军事侦查卫星的补充。
    
    重达14吨的KH-12卫星说到底就是一个巨大的反射望远镜“镜体”，直径4米的星体空间完全是为了容纳足够大的宇宙望远镜。它可以拍摄800公里下的地面，并可得到分辨率为10-15厘米的图像，能够进行夜间侦察。
    
    KH-12卫星可进行轨道机动，对重要目标详查时可降低高度，可由航天飞机在轨道在补充燃料，工作寿命长。自“锁眼”-12升空至今，它已在美国的全球军事战略中发挥了重要作用。
    
    从目前美国公布的军事作战条例来看，KH-12无疑是构成美国数字化战争的急先锋。不过，KH-12也存在先天不足，它有时也是“睁眼瞎”，是“用麦管看战场”。其最大的缺点是只能在天晴时提供丰富的信息，而在雨天、雾天或多云时便无能为力了。
    
    比KH-12更高级的是“长曲棍球”雷达卫星，它装备有直径为15米的抛物线天线，全长为45米的太阳能电池板为雷达供给电源。“长曲棍球”卫星的图像分辨率为98厘米，即使在物理条件极其恶劣的情况下，卫星的图像分辨率也能达到1米。虽说它的分辨率没有KH-12好，但可以免受低空雾气人造烟雾或掩蔽物的干扰。
    
    “长曲棍球”可透过云层、夜晚、恶劣气候进行全天候探测，还可透过沙漠等伪装探测地下10米深处隐藏的目标，如隐蔽的飞机库、地下掩体等。
    
    除了军事侦察卫星以外，美国还有一些民间商业照相情报卫星。这些民间商业卫星中的“大鸟”卫星非常有名。2001年10月发射的“大鸟”装备有黑白和彩色两种类型的CCD照相机，黑白照相机的地面分辨率为61厘米，彩色照相机的分辨率是2.44米。