卫星猎潜是一项基于卫星
遥感探测技术的非声学式
反潜作战方式。这种技术可以利用
人造地球卫星平台对潜艇进行全时域、全空域的侦查,使得海洋战场透明化,极大的降低了
潜艇的战略威慑力和攻击力。
主要原理
光学探测
潜艇在远航的初始阶段, 一般先进行一定时间的水面航行, 驶至预定海域后下潜, 搭载有大口径光学
CCD相机的光学
侦察卫星是该阶段潜艇暴露的主要原因之一。
红外遥感
红外
遥感卫星利用潜艇水下航行时产生的环境温度变化可以探测潜艇在水下航行时的位置。
合成孔径雷达
潜艇在巡航时会造成水流波动,形成尾流,这种尾流扩展到海面上,会形成较大面积的特性波纹。部署在卫星上的
合成孔径雷达能够探测到这种特性波纹。
主要优势
侦查范围广
常规的反潜平台如反潜飞机、 舰艇等受装备性能 、 海域地理和水文条件的限制 , 对潜侦测的距离都比较近;而高空中的侦察卫星, 视野广阔, 能覆盖几万平方海里的海域。 例如高度200km的圆轨道成像侦察卫星可把星下点周围约40000km2 以上的地区拍摄一张图片 , 在轨道高度1000km的圆形轨道上飞行的电子侦察卫星可侦听星下点周围半径 200km~300km区域的无线电信号。
时效性好
由于侦察卫星飞行速度远远大于其它飞行器, 因此可以及时迅速的获取地球上的情报。
海湾战争期间 , 美军的多种卫星严密监视伊拉克的一些特定设施, 将侦察的数字照片通过卫星传到地面处理中心, 经电脑分析及时发现目标或查明情况后 , 再由其它通信卫星传到设置在沙特阿拉伯的指挥中心 , 整个过程仅需 60s~ 90s, 从而为多国部队的胜利提供了保障。由此可以看出 , 与传统的反潜侦察手段相比,
航天侦察的搜潜效率将得到很大的提高, 如果能够构成卫星侦察网,则可以对某一特殊海域或重要的水道实施不间断、 全覆盖的侦察监视。
情报信息准确
侦察卫星已具备了听得远 、看得清 , 不受山地、 海洋、昼夜和气候等自然条件限制 , 获得的情报信息量大 , 因此更加有利于对目标的甄别 , 及时的将所获得的准确情报和信息传给指挥中心 , 从而很好的发挥了它们对作战的支持作用。例如 , 美国的红外遥感卫星利用潜艇的水下
尾迹波和
内波以及潜艇水下航行时产生的环境温度变化可以探测潜艇在水下航行时的位置, 而且在一定条件下虚警率可达到 0.1。
安全性高
传统的反潜侦察手段存在许多局限性 , 不论是岸基和水中固定的听测反潜侦察体系, 还是航空和舰艇反潜侦察体系均易遭到敌方兵力的打击和摧毁 , 而航天反潜侦察体系由于远在
太空 , 因此不易受到敌方的攻击。另外 ,按照现行的国际法惯例 , 一国领空仅限于 80km ~ 110km以下 ,在此之上的太空像
公海的法律地位一样属于 “
公空 ” , 因此这些无国界和领空限制的外层空间 , 为侦察卫星对地面进行侦察活动打开了方便之门。太空侦察也就成为“合法 ”的对敌方实施侦察的手段。
发展历程
卫星探测水流特性波纹
侦察潜艇的传统手段是在海底和海面舰艇上部署
声呐等
装备,搜寻潜艇巡航时发出的声波。然而,美国仍在大力发展“非声学探测猎潜”项目,主要着眼于用
激光、
红外以及卫星技术猎潜。
实际上,早在上世纪80年代中期,美国就已发现卫星猎潜的潜力。1984年,美海军海洋学者保罗·斯库利·鲍尔搭乘“挑战者”号航天飞机上天,成功探测到其他国家潜艇的波纹。《亚洲时报》还披露,美国的
“挑战者”号航天飞机也曾执行过太空反潜任务。
2010年5月14日,
亚特兰蒂斯号航天飞机进行最后一次太空飞行,乘员包括美海军潜艇部队上尉史蒂芬·鲍恩,美军有可能借此次机会进一步测试卫星猎潜技术。在未来18个月内,美军将发射多颗侦察和监视卫星,不排除其中有用于探测潜艇的卫星。
美国海军分析人士认为,美军反潜卫星网最好是成编队飞行的多颗小型
海事卫星,它们可以将多类探测仪从不同的太空位置聚焦到一个可疑点上,探测效果更佳。
俄日也在研究卫星反潜
按照美军的规划,反潜网络应该将侦察卫星和潜艇、水面舰艇、无人水下艇、海上监视飞机和
无人机的探潜装备连接起来,融合为一个庞大的“水下动态库”,供反潜部队使用。美军对高空飞艇反潜也非常感兴趣,该项目将在菲律宾上空10千米至50千米高度部署雷达飞艇,探测从菲律宾到台湾海峡的大面积海域。如今,美军的反潜飞机、反潜舰艇以及海底声呐基阵等装备已经构成了较完整的立体反潜网络,加快部署反潜卫星意味着美军反潜网正在进一步完善。
除美国外,
俄罗斯在1991年发射的Almaz-1卫星就是一种潜艇探测卫星,可以观察到潜艇在水下产生的尾流。2010年4月,俄罗斯太空系统公司发言人博尔德列夫透露,该公司的研究中心已经研制出一种新型卫星,能够探测到在深海航行的潜艇。预计该卫星将在2011年进入太空。
日本也对卫星猎潜技术十分有兴趣,发射了一些先进的遥感观测卫星用于海底侦察。日本同美国宇航局合作进行的一个项目也正试图将侦察卫星与海上探测浮标联网,具有明显的反潜意图。
技术尚有不足但中国应高度警惕
在美国发展卫星猎潜的情况下,任何国家的潜艇将在卫星的探测下“暴露无遗”。美国海军战争学院
中国海事研究所的学者彼得·达顿明确指出,活动在
南沙群岛北部、
西沙群岛东部和
吕宋海峡南部的
中国潜艇非常容易被捕捉到。而在中国
东海、黄海海域活动的潜艇则面临更大挑战,因为这片海域非常浅,从中国海岸线一直到日本冲绳海槽,大多数海域的深度只有54米到109米。
当前,中国拥有亚洲最大的潜艇部队,潜艇部队的成长速度在全世界也首屈一指。
美国海军情报办公室2009年7月发布的报告认为,中国的
核潜艇由于噪声较大,比较容易探测。而常规的柴油机电潜艇具有良好的静音效果,难以探测。
当然,卫星反潜还面临一些技术难关。尽管卫星能够探测到潜艇形成的尾流,但无法长时间进行跟踪。为了弥补卫星猎潜技术存在的不足,美海军正在考虑将其他猎潜手段与卫星组网,形成一个庞大的猎潜系统。
美国技术
侦察卫星是美海军军用卫星中数量最多、 应用最广泛的一类卫星, 也是美军主要军事情报来源, 它是其现代作战指挥系统的重要组成部分。
美国海军采用太空
反潜卫星实施卫星猎潜,与海底声呐基阵、海面
反潜舰艇、空中
反潜飞机共同构建立体反潜网络以探测定位海洋深处隐藏或运动的
潜艇进而组织力量有效打击或捕获潜艇。
美国主要侦查卫星
1、锁眼-12( KH-12) 光学卫星
其星载传感器为: ① 大口径光学 CCD 照相机, 其目标分辨率达 0. 1m ~ 0. 15m, 采用 CCD 多光谱线阵器件和“凝视”成像技术, 使卫星在取得高几何分辨率的同时还具有多光谱成像及微光探测能力, 它还采用了自适应光学成像技术, 使卫星在高轨普查和低轨详查时能快速改变镜头焦距, 这样就能在低轨道具有优越的分辨率, 在高轨道获得宽的幅宽, 其瞬时观测幅宽为40km ~ 50km。一般来说, 可见光成像的地面分辨力最高, 但缺点是受天气影响较大, 阴雨天、有云雾及夜间都不宜工作。②
红外热成像仪, 可提供优秀的夜间侦察能力, 目标分辨率达 0. 6m ~ 1m。可以发现浅海的水下目标, 但缺点是分辨率不及可见光成像高, 在一定程度上受云、雾、雨、雪的影响。
2、“长曲棍球”( Lacrosse) 雷达卫星
“长曲棍球”( Lacrosse) 雷达卫星的主载荷是 SAR( 合成孔径雷达) , 是当今世界上技术先进的雷达侦察卫星, 其性能如下:
(1) 由于采用大型抛物面天线, 所以提高了 SAR 的分辨率和信噪比。其地面分辨率达到 1m( 标准模式) 、3m( 宽扫模式) 和 0. 3m( 精扫模式) 。在宽扫模式下,其地面覆盖面积可达几百平方千米。
(2)星上装有 GPS 接收机和雷达高度计, 卫星雷达天线为 14. 4m × 3. 6m 的矩形, 由 3 个平板天线阵组成。它采用 X、L 两个频段和双极化方式, 具有不受云、雾、烟和光照条件影响的侦察能力, 可进行全天时和全天候侦察。SAR 成像卫星相对 CCD 成像卫星具有更大的观测幅宽, 因而具有较高的时间分辨率。
据推测, “长曲棍球”卫星还载有光学遥感器。值得注意的是, SAR 的开机时间约占总运行时间的 1 /5。
3、“8X”高轨成像卫星
载有光学遥感器和 SAR 组成的双重有效载荷, 覆盖区和数据传输速度都提高了 8 倍。8X 侦察卫星是由 CCD 可见光 /近红外光学成像相机和合成孔径雷达( SAR) 成像两种遥感器相结合的侦察卫星系统, 因而兼有“KH-12”和“长曲棍球”( Lacrosee) 两种卫星的功能。8X 通过对其飞行轨迹两侧成像, 把观测幅宽增加到 150km × 150km。卫星还具有 500 km 的侧视观测能力, 观测轨道带两侧, 从而可保证对地球上任意地区每天能重复观测一次。
4、SBWASS-Navy 系统
SBWASS 海军型系统由 3 颗 TRIPLET 卫星组成星座, 每颗卫星上装载高灵敏度红外相机, 主要侦察对象是敌方的水面舰艇和潜艇, 其主要特征是红外 CCD 灵敏度高, 具有足够能力探测水面舰艇和潜艇。SBWASS空军陆军型系统的主要侦察对象是敌方的飞机, 同时还可对水面舰船进行侦察。
警惕美卫星猎潜
中国应该高度警惕美军卫星猎潜技术方面的进展。“中国潜艇越来越藏不住了。”据香港《亚洲时报》日前报道,美国海军正在将卫星猎潜技术应用到追踪中国潜艇上来。随着这种“从太空侦察海底”的技术越来越成熟,海洋正变得透明,潜艇在海底的秘密行动将难以遮人耳目。