日本厚积薄发,发展多种类型军用
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日本厚积薄发,发展多种类型军用卫星

2019-10-23 15:51 主页 来源:未知
日本厚积薄发,发展多种类型军用卫星 

1970年2月11日,日本成功发射第一颗人造卫星大隅号,成为继苏、美、法之后,世界第四个独立将卫星送入太空的国家。此举拉开了日本进军太空的序幕,同时也是日本军事航天发展的起点。

在2003年以前,日本在发展军事航天技术方面还遮遮掩掩,通过军民两用技术实现。2003年以后,日本以朝鲜发展导弹为由发射了首颗侦察卫星,发展军事航天技术以及部署军事航天器也不再遮三瞒四。

2018年5月,日本成功发了一颗名为“雷达6号”的侦察卫星,这是日本从2003年起成功发射的第15颗侦察卫星。该卫星由H-2A运载火箭发射,将替代正在超期服役的雷达4号,研制费用约为240亿日元(约合14亿元人民币),在夜间和多云天气时也能获取图像数据,最高分辨率高达0.5米,其运行由日本政府内阁卫星信息中心管理。

日本厚积薄发,大力发展多种类型军用卫星

侦察卫星技术水平不可小觑

雷达侦察卫星是成像侦察卫星中的一种(成像侦察卫星一般包括光学成像和雷达成像两种),这种卫星可以全天时、全天候工作,并且具备一定的穿透能力,识别伪装目标,因此,其发展和部署受到军事大国和军事强国的高度重视。

2003年,日本通过“一箭双星”的方式将光学1号和雷达1号两颗侦察卫星送入预定轨道,一次发射就让日本天基成像侦察体系既有了光学侦察卫星,也有雷达侦察卫星,同时具备全天候侦察能力。这在世界航天史上也是罕见的,大部分国家都是先拥有光学侦察卫星,再慢慢拥有雷达侦察卫星,日本军事航天技术储备之多、准备之充分可见一斑。其中,光学1号轨道高度约490千米、轨道倾角约97.3度,位于太阳同步轨道,这正是标准的侦察卫星轨道。光学1号卫星质量约850千克,卫星相机的全色分辨率(PAN)约1米,多光谱分辨率约5米,分辨率达到了当时光学侦察卫星的国际主流水平。雷达1号配备了合成孔径雷达,分辨率为1~3米。

2007年2月,日本第二代雷达侦察卫星雷达2号发射成功,最高分辨率提高至1米,之后又陆续发射成功了雷达4号和雷达5号等卫星,完善卫星侦察体系。而雷达6号是日本第三代雷达侦察卫星,最高分辨率达到0.5米。横向对比,美国长曲棍球雷达侦察卫星最高分辨率为0.3米,欧洲的合成孔径雷达-放大镜项目的雷达侦察卫星最高分辨率为0.5米。因此,日本雷达侦察卫星总体技术水平已经达到了世界主流先进水平。

雷达侦察卫星虽然具有不少优点,但其分辨率、成像效果等方面与光学侦察卫星有一些差距,因此,军事大国或军事强国的成像侦察卫星体系一般都由雷达侦察卫星和光学侦察卫星组成,两种卫星优势互补,提升天基侦察能力。为了进一步提高太空侦察能力,光学1号发射成功后,日本开始研制分辨率更高的光学侦察卫星。2007年2月,日本成功发射了光学3号卫星,光学3号是日本第二代光学侦察卫星,其成像分辨率提高到0.6米。光学3号发射成功之后,第三代光学侦察卫星研发工作也紧锣密鼓展开。2018年2月,光学6号的发射成功,标志着日本开始拥有第三代光学侦察卫星。

其实,在该卫星升空之前,日本在2013年就已经对第三代光学侦察卫星关键技术进行了验证。2013年,H-2A火箭把日本雷达4号和光学5号试验星情报收集卫星送入轨道,其中雷达4号卫星是日本第二代雷达侦察卫星,而光学5号试验星卫星则是日本第三代光学侦察卫星的探路者。综合美国航天新闻网、日本产经新闻等媒体的报道,光学6号侦察卫星分辨率达到0.3米的水平,达到当下的国际先进水平。根据公开资料,分辨率1米可以看到汽车的形状,0.3米的分辨率不仅可以看到汽车的形状,汽车前后玻璃的形状也能看见,具备更强的详查能力。

可以看出,日本光学侦察卫星分辨率从光学1号的1米到光学3号的0.6米,再到光学6号的0.3米,日本光学侦察卫星的性能一直在稳步提升。根据发射计划,日本还将发射多颗以光学6号为技术基准的光学侦察卫星,替代第二代光学侦察卫星,增强太空光学侦察能力。目前,国际先进光学侦察卫星分辨率已经达到0.1米的水平,具有更强的详查能力。预计日本下一代光学侦察卫星的性能将对标这一水平。此外,一些军事大国或军事强国正在研发能够在地球静止轨道运行的高轨道成像侦察卫星,这种卫星具备对一定区域内进行24小时侦察监视的能力,日本也在探索相关技术。因此,未来日本成像侦察体系可能包括低轨道和高轨道成像侦察卫星。

根据公开资料,日本迄今进行了13次侦察卫星发射(1次发射失败),共15颗卫星被成功送入太空,其中7颗退役,8颗在轨服役,至今还有4颗光学侦察卫星和4颗雷达侦察卫星在轨运行。只要拥有雷达侦察卫星和光学侦察卫星各2颗,就能对地球上任意地点每天拍摄1次以上。日本今后还将继续发射侦察卫星,力争实现10颗卫星的空间侦察体系,进一步增强对地球任意地点的侦察能力。

军用通信卫星网逐步完善

虽然地下、海底光缆提供了保密和大容量的通信能力,但通信卫星仍是必不可少的通信手段,尤其是对于军事行动来说,卫星通信带来的移动通信能力和大范围覆盖能力,在高技术条件下的战争中发挥出越来越重要的作用。因此,军用通信卫星仍然是军事大国和军事强国发展和部署的重点。侦察卫星只是军用卫星家族中的一员,若要全面增强军事航天能力,除了发射侦察卫星,还应拥有军用通信卫星、导弹预警卫星和海洋监视卫星等军用航天器。在成功发射侦察卫星之后,日本也开始研制上述军用航天器。

2018年4月6日,日本防卫省宣布,煌-1军用通信卫星升空。该卫星将首先在地球静止轨道上进行性能测试,于2019年7月正式投入使用。防卫省称,该卫星当天上午由一枚阿丽亚娜-5火箭从法属圭亚那库鲁航天中心成功发射。据介绍,该卫星的通信传输波段为X波段,这一波段较为稳定且不易受恶劣气象条件等影响。与日本防卫省此前使用的民用通信卫星相比,这颗卫星具有传输速度快、容量大等优势,可用于日本陆海空自卫队间的直接通信。这是日本发射的第二颗军用通信卫星,首颗军用通信卫星煌-2(DSN-2)于2017年成功发射。在煌-2军用通信卫星之前,日本防卫省和日本自卫队通过两种方式来获得卫星通信能力,一是租用日本卫星公司的Ku和Ka频段转发器;二是在民用通信卫星上搭载专门的军事通信载荷,日本先后在超鸟A、A1、B、B1、C2、D等多颗通信卫星上搭载了X频段转发器。

日本计划发射3颗煌系列军用通信卫星。煌系列的首颗卫星煌-1原计划在2016年升空,但由于在运输过程中出现了卫星天线损坏的情况,发射日期推迟至2018年。预计,该系列卫星的第三颗煌-3将在未来几年内发射。

外界分析认为,煌系列军用通信卫星采用了不少民用通信卫星的技术,X波段也是军用通信卫星常用的波段。以美国WGS军用通信为例,该卫星使用X波段和Ka波段转发器,单星通信容量可达3.6吉比特/秒,对美军作战尤其是大型无人机提供了有效的支持。美军已经发射了9颗WGS卫星,还要继续订购下一批构成12颗的星座,预计到2020年美军的WGS宽带卫星可提供超过10吉比特/秒的通信能力。

3颗煌系列军用通信卫星全部发射成功之后,日本自卫队的卫星通信的格局从“借助民星”转变为“以军为主,民星为辅”,不仅可以大幅增强自卫队的卫星通信能力,还可为日本自卫队提供24小时的全球通信服务。尤其是东海诸岛远离日本本土,传统的无线电无法在日本大本营和派遣部队之间建立有效的通信联系,建立统一的卫星通信体系,有助于解决日方海上通信和指挥控制存在的问题。根据日美安保协定和日美军事指挥体系分工,日本陆上自卫队、航空自卫队和海上自卫队实际上并没有统一的通信体系,而是分别从属于相应的美军指挥体系。在周边国家增强军力的背景下,日本军事通信体系能力也显得捉襟见肘,被西方评论为“支离破碎、不堪重负”。在2011年地震/海啸救援中,缺乏统一通信能力严重限制了自卫队发挥作用。