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“金雕”導彈預警衛星:運行在低軌道
“這是一個好消息,值得慶賀!”
那天,美國國防部部長很高興,上臺演講時崴了腳,差一點成了瘸子。他夸耀道:“金雕”導彈預警衛星,將開辟新的太空戰場。這要感謝建造衛星的諾斯羅普·格魯曼太空技術公司和研制傳感器的雷神公司。
原來,美國國防部計劃將“天基紅外-L”(SBIRS-LOW)導彈預警衛星部署在低軌道,與“禿鷲”、“禿鷹”衛星一起組成太空導彈預警的天羅地網。后來,這種衛星增加了幾種太空跟蹤與偵察儀器。美國國防部將它改名為“太空跟蹤與監視系統”(Space Tracking and Surveillance System,STSS)衛星,內部代號“金雕”導彈預警衛星。
“金雕”(STSS)導彈預警衛星,重量1000千克,2個太陽能帆板,設計壽命5年。它的身上裝滿了各種最先進的捕獲傳感器、跟蹤傳感器和偵察儀器。
STSS由24顆“金雕”衛星組成星座,覆蓋全球。“金雕”衛星由前身為天合公司的諾斯羅普·格魯曼太空技術公司研制主要衛星系統,雷神公司負責傳感器。

即將發射的“金雕”雙星

“金雕”衛星載荷
雷神公司的捕獲傳感器和跟蹤傳感器十分靈敏。捕獲傳感器在助推階段探測和跟蹤導彈,提供高分辨率的視距覆蓋。它只有一個運動元件的寬視場掃描折射望遠鏡。短波紅外焦平面陣列由被動低溫輻射器和熱管系統冷卻。
在接收到來自捕獲傳感器的移交信號或來自其他外部信息提示后,跟蹤傳感器通過中段階段繼續跟蹤導彈,包括命中評估。跟蹤傳感器的特點是視野狹窄,望遠鏡靈活,提供覆蓋范圍低于或高于地平線。跟蹤傳感器被冷卻到低溫。這樣它就可以探測到太空中微弱的物體,比如燒毀后的導彈和增壓后的飛行器。這些特征對于鑒別致命物體至關重要。

“金雕”導彈預警衛星可立體觀測
“金雕”衛星最善于偵測洲際導彈,擁有3大功能:太空偵察、跟蹤監視、導彈預警。它具有紅外與可見光傳感器檢測和跟蹤彈道導彈的非常能力。“金雕”的探測頻率約10秒,反應時間50~60秒,傳輸時間少于90秒。
多顆“金雕”衛星在低軌道組成星座,聯合作戰,立體觀測導彈發射的全過程。衛星之間還可相互實時通信。如果導彈飛出一顆衛星的視線,這顆衛星能通過星間通信鏈路,將收集的導彈信息轉發給下一顆,或其它衛星。如果信號傳輸給“類星體”中繼通信衛星,就可將全球任意地點的情報傳輸給美國國防部、美國導彈防御局、美國空軍太空與導彈系統中心。

“金雕”雙星發射部署時序
2009年5月5日,一顆“金雕”試驗衛星搭乘“德爾塔-7920”火箭,從范登堡空軍基地發射升空,軌道參數不詳。2009年9月25日,在卡納維拉爾角空軍基地,一枚“德爾塔-7920”火箭將“金雕-1”和“金雕-2”號衛星雙星發射升空。“金雕”衛星運行在軌道高度1350千米,軌道傾角58°的圓形低軌道。
在軌道高度1350千米,“金雕”可偵察1350千米以下的太空、洲際導彈和近地軌道衛星。在這種軌道傾角,“金雕”可偵察南北緯58°內的地球,俄羅斯、中國、朝鮮、伊朗、敘利亞的導彈發射盡在眼下。
原本,美國國防部希望“金雕”衛星成為唯一全球性的導彈防御系統,能夠在導彈飛行的所有階段、在任何地理位置檢測和發現目標的軌跡,意義重大,影響深遠。可是,“金雕”衛星至今只發射了2顆。它到底干了什么事呢?這是秘密,不知道!

2017年2月3日,美國標準-3 Block IIA導彈首次成功進行攔截中程彈道導彈試驗
“金雕”導彈預警衛星怎樣進行偵察和預警呢?它為未來洲際導彈防御描繪了驚險的場面。
美國國防部為“金雕”衛星制定了多套導彈防御計劃,主要針對俄羅斯、中國和朝鮮。洲際導彈防御計劃分為3個階段:
第1階段 衛星預警:
當敵人的洲際導彈發射升空,“國防”預警衛星5秒鐘內向導彈防御系統發出警報。“金雕”馬上探測導彈,從掃描到凝視跟蹤。它計算、分析、報告導彈發射地點、發射數量、型號等級等發射參數,向導彈防御系統發出預警。

“金雕”導彈預警衛星反導作戰圖
第2階段 跟蹤計算:
當洲際導彈進入飛行階段,最先發現導彈的“金雕”跟蹤計算導彈的彈道、時間、方向、速度和可能的彈著點,導彈飛出這顆“金雕”的監視范圍后,其它“金雕”衛星將接力跟蹤計算,分辨真假目標、誘餌目標和殘片目標。美國空軍的預警機、位于毛伊島的相控陣雷達、位于卡瓦利空軍站的相控陣雷達也同步跟蹤彈道導彈。

“金雕”衛星發現并跟蹤目標

“標準-3”導彈發射
第3階段 防御攔截:
每顆能探測到導彈的“金雕”衛星,都隨時向導彈防御系統發出導彈信息警報。當導彈再入大氣層前,導彈防御系統根據彈道軌跡確定最后的攻擊目標、彈著點、時間和破壞力等。美國位于夸賈林環礁的相控陣雷達鎖定來襲的洲際導彈,國防彈道導彈防御系統立即啟動。位于夸賈林環礁、“宙斯盾”導彈驅逐艦等反導導彈發射迎敵。

“薩德”導彈發射升空
當導彈預警衛星拼命預警的時候,洲際導彈防御系統中的其他空基、陸基和海基預警系統,也立即啟動預警程序。
“哇嗚、哇嗚、哇嗚……”警報聲響徹導彈陣地。反導官兵快速進入戰斗準備。這時,美國海軍的“宙斯盾”雷達、“標準-3”攔截導彈,轉動方向,尋找目標。美國導彈防御局、美國陸軍的“薩德”反導系統緊急開機。
“標準-3”
“標準-3”導彈屬于短程和中程導彈的攔截導彈,也能在低軌道上攻擊衛星,擁有1枚飛躍彈頭。重量1.5噸,長度6.55米,最大直徑53.3米,翼展1.57米;射程700千米~2500千米;最快速度4.5千米/秒,相當于15.25馬赫。它的制導系統為導航衛星、慣性制導、半主動雷達制導、被動紅外導引頭。
“薩德”
“薩德”導彈屬于高空和太空低軌道攔截導彈,擁有強大的目標識別能力,8聯發導彈。重量900千克,長度6.17米,直徑0.34米;速度2.8千米/秒,大約8.24馬赫。制導系統為成像紅外導引頭。
“薩德”導彈的射程達到300千米,攔截高度為40千米~180千米。這個高度恰好是大氣層的高層和太空的低層,也正好是射程3500千米以上的遠程和洲際導彈的飛行末段,以及射程3500千米以下的中近程導彈的飛行中段。“薩德”導彈號稱“當今世界唯一能在大氣層內外攔截彈道導彈的陸基反導系統”。
“標準-3”導彈、“薩德”導彈緊急響應,計算出攔截參數。數枚攔截導彈升空,將敵人的洲際導彈在低軌道太空或剛進入大氣層時撞擊摧毀,或攔腰斬斷。
如果首次攔截失敗,反導系統再發射第2枚、第3枚攔截導彈,繼續攔腰斬斷敵人導彈。導彈預警衛星不是看見敵人導彈被打爆頭,就是看見自己的首都、戰略要地被夷為平地,別無選擇。
隨著太空技術的發展,美國導彈防御系統已經發生深刻變化。2000年后,美國空軍試驗了小衛星攻擊、截擊衛星攻擊、激光攻擊、地面導彈攻擊、衛星抓捕擒獲“敵星”等太空軍事試驗。“金雕”衛星又開辟了新的反導道路。SATNET