[科普中国]-导弹预警卫星

1971年5月，美国发射了第一颗导弹预警卫星。该卫星重943千克，其头部的红外望远镜可在导弹起飞后90秒内探测到火箭喷焰，并在2～3分钟内将警报发回美国。目前，这种第一代导弹预警卫星已全部淘汰。

70年代末期，美国研制成功并发射了第二代导弹预警卫星，共发射了8颗，每颗重1．68吨。

目前，第二代预导弹预警卫星又称为国防支援计划卫星， 1972 年投入使用，目前在轨服役的是第二、第三代导弹预警卫星。一般情况下在地球静止轨道上保持有 5 颗，其中 3 颗工作， 2 颗备用。其组成的预警网可覆盖俄罗斯和我国的所有发射场，也可覆盖现有潜射导弹射程内的全部海域。

对于拥有战略导弹的国家来说，光有弹道导弹是不行的，还要有战略核反击系统，除了发展潜射战略导弹，还要有导弹预警系统，要能提前知道敌国何时何地发射了弹道导弹，在敌国导弹尚未落地前，就将核反击的导弹射向对方。

冷战时期，世界上只有两个国家拥有完整的导弹预警系统，现在仍然只有两个国家，只不过其中一个被后来者淘汰出局。美国和苏联都各自在70年代发展了导弹预警体系，由大型地面雷达站和导弹预警卫星星座组成。苏联解体后，俄罗斯继承了前苏联的导弹预警系统，但由于经济能力的困窘，以及美国的挤压，地面雷达陆续关闭，预警卫星先后失效。目前俄罗斯已经失去完整的导弹预警体系，被淘汰出局，取而代之的是中国。

随着科技的进步，新一代的导弹预警卫星悄无声息地在特工领域中崭露头角，它主要采用了一种“凝视”型的红外探测器。这种探测器含有几百万个敏感元件，每一个元件都有自己负责看守的地球表面的区域。只要某个地区有导弹发射．卫星探测器的某个敏感元件就能够迅速探测到快速飞行的弹道尾部喷出的火团，随后就可以预先报警了。

在面对非导弹的自然火光和飞机尾部的热辐射时，升级后的导弹预警卫星可以在第一时间判断它们与真正导弹喷射物质的不同，这大大降低了发射错误预警信号的概率。除此之外，新一代的导弹预警卫星还可以测算出导弹的轨迹、飞行速度及弹着点等。2

导弹预警卫星具有以下特点：

①反应灵敏，预警范围广。

②具有一定的抗毁能力。

③工作寿命长。

现代的洲际弹道导弹飞行速度非常快，可以达到7千米/秒，即声速的20倍。由于地球是圆的．有曲率的限制，所以如果在地面上监测，导弹从地平线出现后2秒左右就会掠过天顶，消失在地平线的另一端。更何况导弹在飞出大气层后发动机就已经与弹头分离，导弹不发出任何辐射，观测设备儿乎无法探测到它，因此必须由高高在上的导弹预警卫星来临测敌方的导弹。

导弹预警卫星一般在高轨道上运行，它主要利用红外探测器和电视摄像机来探测来袭导弹助推段(即导弹从发射架上发射后到燃料燃尽的阶段)发动机尾焰的红外辐射，从而确定发射时间、地点及其航向。为拦截武器提供预警信息．确定导弹的发射时间、地点和飞行方向等，然后将有关信息迅速传递给地面中心，从而使地面防御系统组织有效的反击或采取相应的应对措施。

导弹预警卫星可不受地球曲率的限制，居高临下地进行对地观测，具有覆盖范围广、监视区域大、不易受干扰、受攻击的机会少、提供的预监测发动机正在工作、处于助推段的战略导弹。美国正在研制的新一代导弹预警卫星将由高轨道卫星、低轨道卫星共同组成。其中高轨道导弹预警卫星主要用于预警战略导弹，低轨道卫星用于跟踪全球范围内来袭导弹发射后的全过程。所以美国新一代导弹预警卫星能同时预警战略导弹和战术导弹。3

SBIRS是由美国空军研制的下一代天基红外监视系统，也是美国导弹防御系统的一个组成部分。它可用于全球和战区导弹预警、国家和战区导弹的防御、技术情报的提供和战场态势的分析等。SBIRS包括天基红外系统高轨道计划和天基红外系统低轨道计划两部分。低轨道卫星将与高轨道卫星共同提供全球覆盖能力。高轨道系统由4颗地球同步轨道卫星和2颗大椭圆轨道卫星组成。首颗卫星计划于2006年10月发射，用于为美国最高指挥当局和作战部门提供全球和战区的有关战略、战术导弹或其他红外事件的发射、助推飞行段和落点区域的红外数据。低轨道系统将由约24颗部署在1600千米左右高度的小型、低轨道、大倾角卫星组成，飞行在多个轨道面上。两颗验证卫星计划在2006～2007年发射。其主要任务是提供弹道中段的精确跟踪和识别，将跟踪世界范围内从发射到再入的弹道导弹，并将引导数据提供给拦截导弹，区分大气层再入飞行器与诱饵，为地基和天基防御及对抗系统提供线索。卫星内部之间的通信链路选用60吉赫；卫星与地面之间为44/20吉赫；卫星与卫星控制网络之间为S波段。SBIRS系统的地面设施包括：美国本土的任务控制站、一个备份任务控制站和一个抗毁任务控制站；海外的中继地面站和一个抗毁中继地面站；多任务移动处理系统和相关的通信链路。

每颗SBIRS卫星都带有两种红外探测器。高轨卫星上有扫描型红外探测器和凝视型红外探测器。扫描型探测器对导弹在发射时所喷出的尾焰进行初始探测，然后将探测信息提供给凝视型探测器，后者进行精确跟踪。低轨卫星的两种红外探测器称为捕获探测器和跟踪探测器。一旦低轨卫星的捕获探测器锁定了一个目标，信息将传送给跟踪探测器，后者能锁定一个目标并对整个弹道中段和再人阶段的目标进行跟踪。这些探测器将按从地平线以下到地平线以上的顺序工作，捕获和跟踪目标导弹的尾焰及其发热弹体、助推级之后的尾焰和弹体以及最后的冷再入弹头。此时，卫星上的处理系统将预测出最终的导弹弹道以及弹头的落点。低轨卫星星座能够几颗卫星合作实现对导弹发射的立体观测，而且卫星之间可相互通信。一旦导弹飞出一颗卫星的视线，该卫星能通过卫星之间的通信链路将收集的导弹信息传给其它卫星。

1991年的海湾战争，各类军事卫星再次大显神通。可以监听坦克电台的电子侦察卫星、分辨率达到0.1米的照

相侦察卫星都发挥了重要作用。而在当年的美国“爱国者”反导系统大战伊拉克“飞毛腿”弹道导弹的战役中，美国的“国防支援计划”导弹预警卫星发挥了不可替代的作用。

“爱国者”拦截“飞毛腿”，全过程大致分三个阶段：侦察预警、雷达跟踪、导弹拦截。从伊拉克飞向以色列的“飞毛腿”导弹从发射到命中目标大概需7分钟。而“爱国者”系统不能24小时全天开机，只有发现目标来袭后才能开机，因此需要为它提供足够的预警时间。

于是，美国的DSP导弹预警卫星派上了用场。美国原先在太平洋、大西洋和印度洋上空部署了4颗DSP导弹预警卫星，用来监视苏联和中国的弹道导弹发射。海湾危机爆发后，美国把其中的两颗预警卫星移到海湾地区上空，专门监视伊拉克的弹道导弹。这种预警卫星可从地球静止轨道上向地球进行大范围扫描。由两颗预警卫星组成一个扫描系统，可每隔12秒扫描一次，对伊拉克进行监视。

当DSP预警卫星的红外望远镜确认伊拉克发射“飞毛腿”导弹时，导弹喷射的红外线图像立即从该卫星传输给美国空军空间指挥导弹预警中心，迅速由计算机算出目标的弹道轨迹；接着，利用预警卫星所获得的立体图像计算出导弹的命中地点。

接到预警后的美国“爱国者”系统，将雷达波束调整到可能的落点空域进行快速扫描，待发现目标后进行截获、跟踪，并发射导弹实施拦截。尽管事后有分析指出，“爱国者”的拦截成功率不到8%，但如果没有预警卫星的参与，那么拦截成功率就是零。更为重要的是，预警卫星为以色列市民提供了疏散的时间，减少了不必要的人员伤亡。4

2009年2月12日，法国宇航局从法属圭亚那发射场发射了两颗“螺旋”导弹预警卫星。它们各种120千克，设计寿命1.5年，运行在近地点600千米、远地点36000千米的椭圆轨道上。

“螺旋”导弹预警卫星是欧洲梦寐以求的天基预警系统，是欧洲建造自己的天基预警系统的第一步，为欧洲国防预警系统奠基了基础。“螺旋”导弹预警卫星虽然只是一个演示系统，但能精确收集地面上的红外成像，分辨真假目标。“螺旋”导弹预警卫星可以从36000千米的高度审视地球，也可飞临低轨道详查可疑目标。在欧洲人眼里，地球变小了，导弹却越来越清晰。5

1945年，苏联防空军司令部提出：必须研制一种能检测美国洲际导弹的早期预警卫星。苏联国防部授命第一设计局，又称“第41特种设计局”拟定一份导弹预警卫星研制可能性方案。国防部对导弹预警卫星提出的要求是：具有连续监测、探测洲际弹道导弹发射的能力，希望既能监测到单枚导弹发射，也能探测到多枚导弹同时发射，而且使用寿命长、情报可靠性高、数据详实准确，特别是导弹的发射时间、坐标、弹道轨迹、发射数量等参数。

“眼睛”导弹预警卫星有两颗卫星，飞行在两种运行轨道上：大椭圆轨道预警卫星和地球静止轨道预警卫星。大椭圆轨道预警卫星沿南北极方向运行；地球静止轨道预警卫星围绕地球赤道运行。它们共同组成星座和系统，以交叉轨道实现覆盖全球。“眼睛”大椭圆轨道预警卫星系列共发射了86颗，3颗失败。到2010年底，“眼睛”静止轨道预警卫星长2米，直径1.7米；头圆桶形、身体锥方形的体型，8个太阳能帆板；总重2.4吨，其中卫星平台重1240千克。“眼睛”有3个主要的系统：测量系统、光学望远镜系统和动力系统。测量系统的红外敏感器，可感觉到导弹发出的微弱光线和温度。