天基雷达的发展现状
美国面临的一个核心挑战是通过性能更优的雷达和其他传感系统,更准确地预测针对美国的任何攻击并发展反攻击能力。美国很早就致力于研发天基雷达系统。据美国五角大楼称,太空是美军必争的新制高点。美国积极向太空发展,研发新型天基武器,以确保将天基作战能力与美军的地面作战和情报搜集能力融为一体。
据报道,美国空军正在加紧推进天基雷达项目。天基雷达计划是美军为实施转折性空间力量增强战略的一项具体内容。该计划的任务是建造一个由8~10颗雷达成像卫星组成的系统,卫星上主要有效载荷为合成孔径雷达和动目标指示器(MTI),旨在为美国分布在全球的武装部队提供实时的战术和战场信息。它将与空基(机载)E-8联合监视目标攻击雷达系统(JSTARS)和无人机(UAV)协同工作,成为空、天、地一体化的情报、监视与侦察(ISR)系统的重要组成部分。
天基雷达计划由原来的“发现者-2”计划演变而来,“发现者-2”计划即美国国防先进研究计划局(DARPA)在1998年支持的“监视、目标瞄准与侦察卫星”(Starlite)计划”。其任务是在2010年完成2颗天基雷达成像演示验证卫星,然后再考虑下一步应用,部署由24颗卫星组成的实用性星座。但是,2000年美国国会在讨论2001财年国防部预算时认为,“发现者-2”计划的需求不清,与国家侦察局(NRO)的未来成像体系(FIA)的任务分工不明,尚未研制其经费预算就从起初的35亿美元上升到65~120亿美元。另外,该计划缺乏如何从演示验证过渡到实际应用的方案或设想。因此,美国国会取消了“发现者-2”计划,但仍向NRO拨款3000万美元,用于开发天基雷达所需的关键技术。
为了继续开发天基雷达成像卫星,美国空军于2001年提出了天基雷达计划。该计划拟建成的星座的卫星数量为8~10颗,比“发现者-2”计划减少了约2/3。两者最重要的区别在于天基雷达计划不需要经过演示验证,而是一步到位,直接建立实用星座。美国空军认为,在天基雷达卫星的关键技术上已经取得了长足的进展。根据Teal集团公司的估计,该卫星约重2000kg,设计寿命为10年,卫星有效载荷是孔径为40~50㎡的合成孔径雷达/动目标指示器(SAR/MTI)。它可能运行在离地面770km的圆轨道上,其图像的地面分辨率为lm。卫星将用洛克希德·马丁公司的“宇宙神-5”或波音公司的“德尔他-4”运载火箭发射,数据处理与传输由现有的地面站完成。诺斯罗普·格鲁曼、哈里斯和罗马3家公司接受了DARPA的委托,正在开展有关天基雷达方案“创造性天基雷达技术”的研究以及轻质量天基雷达天线的研制。同时,麻省理工学院的林肯实验室承担了该系统的轨道方案研究,以确定采用低轨道还是中高轨道。如果天基雷达计划执行得顺利,将于2012~2013年投入使用。 中国发展太空侦察已有20多年的历史,已先后发射了多颗返回式侦察卫星。2002年5月,装有平面合成孔径雷达的卫星“海洋-1”(HY-1)发射升空,该卫星在700km的空间轨道上的分辨率为5m。中国的第二代雷达卫星也已在研制。展望未来,中国的航天事业前景十分美好,中国将逐步建成具有多种功能、覆盖多种轨道,包括遥感、导航定位、通信、跟踪与数据中继等多种卫星系统在内的空间基础设施,建立天地统筹的卫星地面应用系统,形成能够长期稳定运行的,实施全天候、全天时、全立体观测的天地一体化网络系统——天基综合网络系统,使空间信息资源最大程度地满足国防和国民经济建设的需要。
20世纪80年代末,中国863计划部署了发展合成孔径雷达(SAR)及相关技术的一系列课题,在经过星载SAR关键技术攻关之后,中国天基雷达卫星已经研制成型。
早在2004年中国航天局就表示,中国将向太空发射多枚光学小卫星和合成孔径雷达小卫星,建立一个专门用于环境和灾害监测预报的小卫星星座,以形成由灾害信息运行系统和环境资源相结合的天地一体灾害管理系统。其中2006年两颗光学小卫星已经以一箭双星的方式发射完毕,第三颗合成孔径雷达小卫星已经在2007年发射完毕,组成了2+1星座。到2010年,实现4颗光学小卫星和4颗合成孔径雷达小卫星组成的4+4星座。