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新编大学生军事理论教程
1.5.6.3 三、军事航天技术及其应用
三、军事航天技术及其应用

军事航天技术是将航天技术应用于军事领域,为军事目的而发展起来的一门综合性工程技术。军事航天系统大致可分为4类:军事航天运输系统、军事卫星系统、军事载人航天系统和航天作战系统。

(一)军事航天运输系统

军事航天运输系统,是能把军用航天器、宇航员或物资等有效载荷从地面运送到太空预定轨道或能将有效载荷带回地面的运输系统。目前,可利用的军事航天运输系统主要是一次性使用运载火箭,还有可重复使用的航天飞机。

(二)军事载人航天系统

1.载人飞船

载人飞船包括卫星式载人飞船、登月载人飞船和行星际载人飞船。载人飞船主要用于发展新的军事航天技术和试验新型的军用设备,对地面进行观察和侦察,以及作为航天运输工具及武器平台。前苏联是世界上发展载人飞船最早的国家。1961年开始载人飞船发射试验,先后实施了“东方”号、“联盟”号飞船发射计划。美国紧随其后,先后实施了“水星”号、“双子星座”号和“阿波罗”号飞船发射计划。

2.航天飞机

航天飞机是一种载人航天运输工具。它既能像火箭一样垂直起飞,像航天器一样在轨道上运行,又能像普通飞机一样着陆。航天飞机主要由轨道器、固体助推器、外挂式燃料贮箱组成。其主要特点是:可重复使用,能将有效载荷送入空间轨道,发射和再入时的加速度比火箭要小,在空间可从事各种研究和实践活动。特别是在军事应用方面,不仅可以发射和回收卫星,还可遂行侦察、反导和袭击任务。它不仅是一种空间运输工具,也是一种载人航天兵器。

3.空间站

空间站是在载人飞船的基础上发展起来的永久性航天器。它标志着载人航天活动已由空间探索向开发利用空间发展。空间站是可供多名宇航员巡访、长期工作和居住的大型人造卫星,具有很高的军事价值。

研制空间站的设想,最早由俄国科学家齐奥尔科夫斯基于20世纪初提出。1971年,前苏联“礼炮”号空间站发射成功后,先后发射了7个“礼炮”号和1个“和平”号空间站。其中“和平”号空间站,有6个对接口,可与6艘飞船对接成7个舱体的大型轨道复合体,总重量达106吨,工作舱总容积达510立方米,可容纳5~6人同时工作。目前,由美俄牵头的国际空间站正在建设之中。

(三)军事卫星系统

军事卫星按用途可分为军事侦察卫星、军事通信卫星、导航卫星、军事测地卫星、军事气象卫星等。

1.侦察卫星

(1)侦察卫星的特点和用途。侦察卫星是获取军事情报的人造地球卫星。它发展最早、应用最广,具有侦察效率高,收集和传递情报速度快、效果好,生存力强及不受国界与自然地理条件限制等特点。其主要用途是:侦察对方战略目标,对领土进行测量,监测对方战略武器系统,侦察对方地面部队的部署,侦察战场变化情况。

(2)侦察卫星的分类。侦察卫星按不同的侦察设备和任务,可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星、导弹预警卫星和核爆探测卫星等。

照相侦察卫星是利用光电遥感设备拍摄地球表面图像的卫星。照相侦察卫星具有居高临下、分辨率高的优点。其地面分辨率可达0.3~0.1米。照片清晰度可与航空侦察照片媲美。

世界上第一颗照相侦察卫星是美国于1959年2月28日发射的“发现者”一号。目前,美国第六代照相卫星KH-12采用热成像和自适光学技术,分辨率达0.1米。

电子侦察卫星是用来侦测敌方电子设备的电磁辐射信号以获取情报的侦察卫星。它装有电子接收机、磁带记录器、快速通信设备等。主要任务包括:侦察敌方雷达的位置和性能参数;为空中攻击武器的突防和实施电子干扰提供数据;探测敌方电台和发信设施的位置,以便于窃听和破坏。

海洋监视卫星主要用于探测、监视海面状况和舰船、潜艇活动,侦收舰载雷达信号和窃听舰船无线电通信。能在全天候条件下鉴别舰船的编队、航向、航速,并能探测水下核潜艇的尾流辐射等,还可为舰船的安全航行提供海面状况和海洋特性等重要数据。它具有覆盖海域广阔、可探测运动目标、轨道高、由多颗卫星组网等特点。

导弹预警卫星是用以监视、发现和跟踪敌方战略弹道导弹的发射及其主动段的飞行,并提供早期预警信息的侦察卫星。它装有红外探测器和电视摄像机等设备,通常由多颗卫星组成预警网。卫星上一般还装有X射线、r射线和中子探测器等,以兼顾探测核爆炸的任务。目前,美国在地球同步轨道上部署有5颗导弹预警卫星,海湾战争中用其监视了伊拉克发射的“飞毛腿”导弹,为“爱国者”导弹实施拦截提供了预警信息。前苏联的预警卫星由9颗“宇宙”号卫星组网,采用大椭圆轨道,可昼夜监视北半球。

2.通信卫星

军事通信卫星可分为战略通信卫星和战术通信卫星。战略通信卫星通常在地球同步轨道上运行,为远程乃至全球范围的战略通信服务。战术通信卫星一般在12小时周期某轨道上运行,提供地区性战术通信或军用飞机、舰船、装甲车辆及单兵移动通信服务。

卫星通信具有覆盖面积大、通信距离远、通信容量大、传输质量高、机动性能好、生存力强和费用低等特点。在地球同步轨道上,等距离部署3颗通信卫星就可实现全球通信。通信卫星在军事上具有广泛的应用价值,它具有全轨道连续覆盖、全天候数据收集和高速率数据传输能力,可为各类航天器提供良好的测控和通信手段。

3.导航卫星

导航卫星是为航天、航空、航海、各类导弹、地面部队以及民用等方面提供导航信号和数据的航天器。导航卫星通常装有指令接收机、多普勒发射机、相位控制编码器和原子钟等,与地面控制站和接收导航设备共同组成卫星导航系统。根据用户是否向卫星发射信号,导航卫星可分为主动式和被动式。军用导航卫星均采用被动式,按规定时间、以固定频率、全天候向地面发送精确导航数据,地面接收信息并处理后,确定所在准确地理位置。

目前,世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。美国的“全球定位系统”(GPS)是第二代导航卫星系统,由24颗卫星(包括3颗备用星)组成,采用双频时间测距导航体制,能向全球任何地点和近地空间的用户提供24小时不间断的三维导航定位服务。GPS导航卫星发布军用和民用两种导航信息,军用信息又称P码或精码,民用信息亦称C/A码或粗码,当前的实际定位精度为10米;测速精度达0.1米/秒,授时精度达100毫微秒。前苏联从20世纪80年代初开始建设的卫星导航系统(GLONASS),由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。2002年3月26日欧盟决定正式启动“伽利略”(Galileo)卫星导航定位系统计划。“伽利略”系统由30颗中等高度轨道卫星构成,不仅卫星数量比GPS多,而且可以分发实时的米级定位精度信息,误差范围要远远小于GPS,其性能更安全、更准确、更可靠。目前我国已初步建成了由4颗卫星组成的北斗导航定位系统,该系统具备在任何时间、任何地点为用户确定其所在的地理经纬度和海拔高度的能力。

4.测地卫星

测地卫星装有光学观测系统、无线电测距系统、雷达测高仪等设备,是用于大地测量的人造地球卫星。它可作为地面观测设备的观测目标或定位基准,能精确测量地球的形状、大小、重力场和地磁场分布,地球表面诸点的精确地理坐标和相对位置,以及地球板块运动等。测地卫星可以获得地球精确的图像、形状、地磁场和引力场变化等数据。测地卫星在军事上有着广泛的应用,它可绘制地图和为精确打击提供定位基准。因而,测地卫星具有为导弹、飞机、舰艇等提供精确的打击目标信息等作用。

5.气象卫星

气象卫星是从外层空间对地球及其大气层进行气象观测的卫星。大多数气象卫星为军民合用,按运行轨道可分为太阳同步轨道气象卫星和地球静止轨道气象卫星(简称静止气象卫星)。美国是世界上第一个将气象卫星用于战场气象保障的国家,也是第一个研制并发射军用气象卫星的国家。20世纪50年代末期,美国开始研制第一代军民合用气象卫星“泰罗斯”号,并在60年代将其用于侵越战争的气象保障。我国也先后成功发射了“风云”一号、“风云”二号气象卫星,正在为我国的气象预报发挥着重大作用。

(四)航天作战系统

航天作战系统具有实时化的全球情报侦察、快捷可靠的信息传递、高精度的全球导航定位以及抢占先机的战略预警等特点。

1.航天作战任务

随着航天技术的发展,航天大国为了开发和控制太空,开始建立航天部队,研究航天作战理论,完善航天作战体系。航天作战任务主要包括:一是防空防天预警。预防敌人从大气层内和大气层外进行攻击,主要是预防各种导弹和轰炸机攻击。二是航天监视和全球定位。监视空间是为了连续地了解和掌握空间的状况,提供轨道目标的位置和特性。全球定位是对敌我双方目标的定位,并对我进行导航和对敌实施攻击。三是保护本国航天系统。采取各种措施,以减小自然或人为因素对航天系统的威胁。四是防止敌人使用本国航天系统。五是阻止敌人使用航天系统。即扰乱、欺骗、破坏敌方的航天系统,或降低敌方航天系统的应用效能。六是从太空对地面目标实施攻击。

2.航天作战武器系统

航天作战武器系统是部署在太空、陆地、海洋和空中,用以打击、破坏与干扰太空目标的武器,以及从太空攻击陆地、海洋和空中目标的武器的统称。航天作战武器系统主要包括:反卫星武器、反导武器、轨道轰炸武器、军用空天飞机等。

反卫星武器是专门用于攻击航天器的武器。按设置场所的不同,反卫星武器可分为地基(包括陆基、舰载和机载)和天基两种;按杀伤手段不同,反卫星武器又可分为核能、动能和定向能(激光、微波、粒子束)3种。

反导武器包括地基反导武器和天基反导武器,主要用于拦截弹道导弹和巡航导弹。包括动能拦截弹和电磁轨道炮等动能反导武器与强激光武器、高功率微波武器、粒子束武器等定向能反导武器。与地基反导武器相比,天基反导武器可实现全球范围的拦截,大大提高拦截概率。

轨道轰炸武器平时在轨道上运行,接到作战命令后,借助反推火箭脱离轨道再进入大气层攻击地面目标。由于轨道轰炸武器从轨道再入发起攻击,敌方的预警时间短,难以防御。

军用空天飞机是一种既能跨大气层飞行,又能进入绕地球轨道运行,并可执行专门军事任务的可重复使用航天器。它将给空间作战乃至整个军事活动带来重大影响。

思考题:

1.什么是航天技术?

2.军用卫星按用途可分为哪几类?

3.侦察卫星按侦察设备和侦察任务可分为哪几类?

4.侦察卫星的特点和用途有哪些?

5.我国航天技术有哪些方面处于世界先进行列?