近日,俄罗斯国家航天集团宣布其在位于远东地区的东方发射场使用“联盟-2.1A”运载火箭将“秃鹰-FKA”卫星发射升空,几小时后该卫星顺利进入预定轨道。该卫星是俄罗斯更新格洛纳斯导航卫星轨道群计划的一环,也是“秃鹰-FKA”系列卫星的首星,在军事,科研和商业等领域都将发挥重要作用。
历史渊源
“秃鹰”系列卫星的研发最早可以追溯到年,当时俄罗斯计划开发一系列新的地球遥感卫星。最终分别于年6月和年12月发射两颗卫星,这两颗卫星利用SAR成像,分别用于对地球表面和海洋进行雷达观测,配合部队和地方科研机构进行各种研究。
年俄罗斯国家航天集团举办了一场竞赛,希望能创建一个新的遥感卫星系列。最终“秃鹰”卫星项目脱颖而出,拿到了开发合同,开发公司负责该卫星的主体结构和相关的配套设施,并委托Vega公司开发具有特定指向性的雷达系统用于提高“秃鹰”系列卫星的性能,以便于更好地完成其使命任务。
经过十年的不懈努力,“秃鹰”系列卫星完成了全部的技术论证和零件研制,进入了航天器制造和发射阶段。目前计划首轮发射两颗同型号卫星,建立一个由两个卫星联立的星座,尽管数量少,但已经能够使该系列卫星在指定区域内完成预定的任务。
首颗卫星成功发射后,第二颗“秃鹰”地球同步轨道卫星的发射也进入筹备阶段,预计将在年年内完成发射,但具体时间尚未公布。同时计划在五年内将完成该系列第二对卫星的建造和发射。除此之外,俄罗斯国家航天集团还制定了长远的未来计划,宣布其将会研制改进版的“秃鹰-FKA-M”卫星,预计在年投入运作。
性能配置
“秃鹰-FKA”属于小型航天器,装备了SAR遥感雷达,可以对地球进行主动式探测。该卫星既可以观测陆地,亦能监测海洋,收集对应的遥感图像。“秃鹰”的任务包括绘制地图、监测自然资源、完成各种环境研究、为各种地面作业和活动提供信息支持等。
“秃鹰”的整体重量为千克,拥有独特的布局,它有一个矩形的外壳,上面有折叠太阳能电池板和天线杆。在发射进入预定轨道后,卫星会打开天线镜和其他组件。天线镜的有效直径为6米,重量约千克。据报道,该设备的国产化程度最高,俄罗斯国产零部件的比例接近%。国产化也是“秃鹰”的一个重要特征。在美西方的联合封锁下,提高国产化率成为俄罗斯航天工业不得不解决的难题。雷达方面,“秃鹰”配备了Vega公司专门为其研制的一款合成孔径雷达,具有多种工作模式。雷达在S波段工作,所发射的电磁波波长约为10厘米,频率为3.1-3.3GHz。天线输入的最大平均功率为瓦。天线装置可以进行旋转从而提供更广阔的视野,同时也减少了卫星变轨机动的次数。在粗观测模式下,“秃鹰”可以对长公里,宽米的地区进行测绘,但分辨率仅能维持在6-12米左右。在细观测模式下,分辨率可以提高到2-3米,捕获带则会缩减至10公里。探照灯模式(DRP)能够提供1-2米的最高分辨率,但在这种模式下,“秃鹰”只能拍摄10×10公里的区域。此外,“秃鹰”还可以单独或成对运行干涉测量模式。
“秃鹰”的探测范围覆盖了北纬85°至南纬85°,根据选择的特定观测对象和所在轨道,其最快重访周期可以达到12小时。在DPR模式下,一对卫星一天可以拍摄帧图像,而在其他模式下,拍摄连贯性显著提升,但分辨率会下降,如OR模式,一天可以拍摄多达万照片。一颗“秃鹰”可以在24小时内收集和存储多达96GB的信息,但其本身并没有处理数据的能力,会直接回传至地面通信站,其一个通信会话最多可以传输16GB的数据。数据传输后需要经过一级和二级处理,修正由于拍摄角度和地物起伏等因素带来的图像畸形错位,这个过程大约需要一天时间。在DPR模式下处理一个高精度帧大约需要5-10分钟。
由一对卫星组成的星座将在太阳同步轨道上运行,距离地球表面约-公里,轨道的相对移动约为9°,经过计算,这样的轨道能够充分发挥该卫星的性能,可以在单个或联合任务中取得最佳结果。
预期前景
“秃鹰-FKA”进入预定轨道后就开始准备全面运行,在几周或几个月内,它将对指定的区域进行试拍摄,收集其数据并回传地面。在明年另一颗“秃鹰”投入使用后,该组合将可以完成所有预设任务。
在民用方面,“秃鹰”填补了俄罗斯目前对于地球遥感的空白。在它之前,俄罗斯的地面遥感卫星数量过少且分辨率低,重访周期长,无法满足科研与地址资源勘探的需要。“秃鹰”的发射很好地解决了这个问题,由于其具有探测范围广,纬度高,重访周期快,数据传输量大的优势,“秃鹰”在承担科研任务以外,还可以完成一些日常保障任务,如制作实时地图,监测北冰洋冰层情况,监测预防森林火灾等。在此之前,俄罗斯不得不付出大量金钱向商用卫星公司购买卫星图像以完成这些任务,“秃鹰”投入使用后,将大幅减少这一开支。
根据俄罗斯国家航天集团的消息,“不排除‘秃鹰-FKA’参与军事情报”。可以预料到的是,接下来俄罗斯对于乌克兰的特别军事行动一定不会缺少“秃鹰”的身影,高分辨和超快的重访周期对于军事行动有着极其重要的作用,通过分析“秃鹰”拍摄的图像,俄罗斯军方可以判断敌军人员数量与动向,火力配置,提前熟悉地形,还可以为导弹火炮提供坐标指引。同时“秃鹰”的主动式雷达可以全天时工作并且几乎不受天气影响,这一点使其比光学雷达更方便,更适应战场的复杂环境。“秃鹰”的长波还具有穿透性,可以透过一些障碍物发现目标,如隐蔽在树下的敌军装甲目标,这一特点可以使俄军打击毫无防备的敌军高价值目标,作战质效大幅提高。
“秃鹰”的前身在俄罗斯很受欢迎,供不应求。而“秃鹰”在全面提升卫星性能的同时,地面的配套设施也完成了设备和技术的更新换代,提高了数据的处理能力。在这样的情况下,“秃鹰”的应用前景非常乐观,在完成试运行后,第一颗“秃鹰”会立即展开不停歇的作业,对地球的不同区域进行观测。在不远的未来,随着“秃鹰”系列卫星的其他卫星升空开始运行,它们将进一步满足俄罗斯国内对于高精度遥感图像的需求,提高俄罗斯的航天实力。(作者:国防科技大学军政基础教育学院经典,李昂)
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