俄羅斯導彈預警衛星系統最新發展

趙榮 張顯

（西安衛星測控中心）

俄羅斯是世界上最早部署導彈預警系統的國家之一，為了應對不斷發展變化的導彈威脅，自21世紀以來，俄羅斯逐步升級更新其原有的地基和天基導彈預警系統。天基導彈預警衛星作為整個導彈預警體系中的重要組成部分，處于整個導彈預警體系最前沿，其效能高低直接影響到整個導彈預警體系能否有效完成任務。天基導彈預警衛星利用其獨特的太空運行軌道優勢，具有偵察視角高、監測范圍廣、預警時間長等特點，可為國家和軍隊實施彈道導彈防御提供及時有效的預警信息。目前，俄羅斯正在大力發展其新一代天基導彈預警衛星“統一太空系統”（EKS），本文對俄羅斯的導彈預警衛星系統發展情況進行了介紹。

1 發展歷程

俄羅斯的導彈預警衛星系統繼承于蘇聯，由“眼睛”（OKO）系列導彈預警衛星組成。隨著該系統的老舊以及性能技術指標的落后，再加上補網發射的不足，導致該天基導彈預警衛星系統無法正常運行，遠不能滿足俄羅斯的導彈預警需求。最終，該系統在2014年被廢棄。老系統的退役加上新系統又沒有投入運行，導致俄羅斯在一年多的時間里沒有天基導彈預警能力，全靠地基雷達提供導彈預警能力。事實上，為了順利接續天基導彈預警能力，俄羅斯從2000年就開始了新一代天基導彈預警衛星EKS系統的研制工作，但直到2015年才完成第一顆衛星的發射，至此正式開始了新一代天基導彈預警衛星系統的部署和組網運行工作。目前，EKS系統初步形成了3星組網工作模式。

2 “眼睛”導彈預警衛星

蘇聯于20世紀60年代中期開始研制“眼睛”導彈預警衛星系統。1972年該系統的第一顆衛星發射，1978年系統初步運行，1982年系統執行戰斗值勤任務。該系統早期只具備對北美大陸的探測能力，后來才具備對北美大陸和海洋的探測能力。“眼睛”系列衛星由俄羅斯拉沃奇金航天科研生產聯合體（NPO Lavochkin）負責研制，其中紅外傳感器由中央科學研究所（TsNII Kometa）研制，各類型號衛星共發射了101顆。據報道，“眼睛”系統計劃由3顆靜止軌道衛星和9顆大橢圓軌道衛星組成，以提供全方位探測能力。由于“眼睛”衛星的故障率較高、壽命較短，需要經常更新，導致整個系統很難達到完全運行能力。

“眼睛”系統主要由大橢圓軌道和地球靜止軌道這兩種不同軌道的衛星構成，互為補充。第一類衛星運行在閃電軌道，也就是大橢圓軌道，此類衛星稱為US-K，一共發射了86顆。US-K衛星的主要有效載荷為一個直徑50cm的紅外望遠鏡，以太空為背景并采用掠射角觀察的方式（需要滿足從導彈發射點看衛星的仰角小于12°），探測導彈發射時產生的紅外信號，同時輔有幾個比較小的紅外與可見光傳感器用于廣角探測。US-K系統在正常工作模式下至少需要4顆衛星一同運行，以保證對每一次預警信息進行雙重監測判正，從而減少系統的誤警概率。蘇聯為實現多重覆蓋從而提高可靠性，將其數量提高至9顆一同運行。

US-K/KS衛星概念圖

US-KMO衛星概念圖

“眼睛”系列各型號首顆和最后一顆衛星發射情況

第二類衛星運行在地球靜止軌道，此類衛星稱為US-KS和US-KMO。地球靜止軌道導彈預警衛星的使用，使得天基導彈預警衛星系統變得穩固，即使大橢圓軌道在軌工作的“眼睛”衛星少于4顆，系統也能夠對重點地區提供覆蓋質量、探測可靠性較高的導彈發射探測。US-KS衛星是US-K衛星的衍生品，其設計制造同US-K衛星基本一致，一共發射了7顆。US-KS衛星在地球靜止軌道上同樣采用掠射角觀察的方式，能夠重點監視從美國大陸上發射的彈道導彈。1981年蘇聯用“預報”（Prognoz）衛星的名稱申請了7個地球靜止軌道衛星軌位，包括24°(W)、159°(W)、12°(E)、35°(E)、80°(E)、130°(E)和166°(E)位置，其實是用于部署導彈預警衛星。US-KMO衛星是US-KS衛星的改進和升級型號，一共發射了8顆。US-KMO衛星的主要有效載荷為一個直徑1m的紅外望遠鏡，并配有一個4.5m長的遮光罩。US-KMO衛星同US-KS衛星相比，最大的改進是紅外傳感器已具備下視觀測能力，能夠以地球為背景探測導彈發射，可以實現對陸地和海洋上導彈發射的探測。

7個地球靜止軌道衛星軌位

3 EKS導彈預警衛星

由于“眼睛”系統在使用中問題過多且技術已經落后，因此俄羅斯發展了新一代導彈預警衛星“統一太空系統”（EKS），用于替代老一代的“眼睛”系統。EKS項目于2000年開始，之后俄羅斯國防部于2007年授予科羅廖夫能源火箭航天公司（RKK Energia）合同用于研發EKS系統，原計劃在2009年就開始進行衛星測試。后來由于一系列的問題，導致發射一再推遲，一直到2015年首顆衛星才發射入軌。

EKS系統繼續采用“眼睛”系統的軌道組網模式，全系統約由10顆衛星組成，并將搭配使用現代化的地面控制站以及升級后的計算機網絡，可以探測從陸地和海洋發射的彈道導彈，也能夠探測近程導彈以及部分巡航導彈發射。EKS系統完全組網運行后，將成為技術、規模和能力上僅次于美國“天基紅外系統”的導彈預警衛星系統。據俄羅斯國防部之前報道，初期的EKS系統由6顆衛星組成，將在2020年前完成組網工作，但從目前的部署進度看，按計劃實現部署有難度。

EKS衛星概念圖

EKS 衛星曾被命名為“苔原”或“凍土”（Tundra）衛星，目前已正式命名為“穹頂”（Kupol）衛星，采用科羅廖夫能源火箭航天公司的USP衛星平臺研制，質量大于2200kg，星上攜載的紅外望遠鏡由中央科學研究所研制，采用紫外、紅外和可見光等多波段探測導彈發射，探測靈敏度遠高于“眼睛”衛星，且擁有比“眼睛”衛星更大的探測視角，與“眼睛”衛星相比整體性能獲得巨大提升。衛星具備較強的星上數據處理能力，而以前這些數據處理必須在地面上進行。衛星還攜帶有一對太陽能帆板提供電力。此外，EKS衛星還可能攜帶應急通信有效載荷，能夠提供一定程度的通信服務，可在核戰爭等緊急情況下進行軍事通信，將信息傳輸給俄軍反導部隊或者將作戰指令傳輸給俄軍戰略導彈部隊以對核打擊做出反應。

俄羅斯于2015年11月17日、2017年5月25日和2019年9月26日分別發射了首顆、第2顆和第3顆EKS導彈預警衛星，分別命名為宇宙－2510衛星、宇宙－2518衛星和宇宙－2541衛星。前3顆發射的EKS衛星都運行在大橢圓軌道。其中，第3顆EKS衛星發射入軌后，經過一系列的軌道調整已進入正式工作軌道，形成了3星組網工作。俄羅斯國防部副部長于2019年12月在接收媒體采訪時首次正式披露，俄軍的天基導彈預警衛星系統在試驗性戰斗執勤期間探測到64次彈道導彈和136次運載火箭發射，包括35次外國彈道導彈和97次外國運載火箭發射。

3顆EKS衛星采用傾角約63°的大橢圓軌道，軌道周期約為12h，遠地點在北半球，主要對北半球高緯度地區進行預警監視，重點是美國和兩大洋地區，已初步具備對北半球高緯度地區一天24h的監視，形成了一定的早期預警能力。俄羅斯國防部長謝爾蓋·紹伊古在2019年12月24日舉行的國防部擴大會議上表示，第4顆EKS衛星將于2020年發射。推測EKS系統后續也會引入地球靜止軌道衛星，建成一個包括大橢圓軌道和靜止軌道衛星的天基導彈預警衛星系統，最終實現陸地和海洋的全球覆蓋監視，并重點加強對北美大陸的監視。

EKS衛星發射情況

4 導彈預警衛星地面控制中心

“眼睛”衛星基本不具備星上數據處理能力，需要實時將探測數據下傳至地面控制中心，然后再將數據傳送至俄軍的導彈預警中心。地面控制中心主要負責導彈預警衛星的控制管理、數據傳輸、存儲處理和情況研判等。

“眼睛”系統主要有2個專用的地面控制中心，一個稱為東部地面控制中心，位于俄羅斯遠東地區共青城，地理坐標為50°20′57″(N)，137°11′22″(E)。中心擁有7個直徑25m的大型天線，安裝在45m高的球形天線罩內。該中心主要負責 159°(W)、130°(E)、166°(E)軌位的地球靜止軌道導彈預警衛星以及大橢圓軌道導彈預警衛星的管理。另一個稱為西部地面控制中心，位于莫斯科附近Kurilovo的謝爾普霍夫－15（Serpukhov－15）軍事管制區，地理坐標為 55°04′06″(N)，37°02′29″(E)。從遙感影像圖看，該中心擁有8個大型天線，主要負責 24°(W)、12° (E)、35° (E)、80° (E)軌位的地球靜止軌道導彈預警衛星以及大橢圓軌道導彈預警衛星的管理。

“眼睛”系統地面控制中心

據報道，“統一太空系統”將繼續使用“眼睛”系統原有的衛星地面控制中心，并對其進行升級改造，以適應新系統的使用。

5 結束語

俄羅斯EKS系統成為了整個國家導彈預警系統的基礎，減少了探測彈道導彈發射所需的時間，并提高了導彈探測的可靠性和效率。目前，俄羅斯的天基導彈預警衛星系統正處于更新換代的部署期，EKS系統很大程度上延續了“眼睛”系統的運行模式。俄羅斯已經發射了3顆EKS衛星，并在2020年也有EKS衛星的發射計劃，將逐步實現其EKS系統的初期部署目標。如果EKS系統最終能夠按計劃順利實現全系統部署，那么將成為俄羅斯復興其導彈預警系統的標志，真正實現天基導彈預警衛星和地基導彈預警雷達的協同組網運行，有效增強本國的導彈防御能力。