欢迎访问北京军通达信息技术发展有限公司官方网站
登录  注册 退出
22 Mar,2022

浏览次数:

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统
发布日期:2022-03-22 10:55:54

前 言

截至2021年11月25日,俄罗斯共发射了5颗新一代“苔原”(俄:Тундра,英:Tundra)导弹预警卫星,这些卫星在大椭圆轨道上运行,持续监视美国境内洲际弹道导弹的部署位置以及在大西洋和太平洋弹道导弹潜艇的主要巡弋区域。“苔原”卫星是俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统的一部分,该系统还将包括地球同步轨道卫星。

图片

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图2)


发展历程

俄罗斯早在20世纪60年代就开始研制导弹预警卫星,并分别于1972年和1991年开始了“眼睛”(Oko)以及“预报”(Prognoz)两代天基导弹预警系统的部署。随着“眼睛”以及“预报”卫星在使用中问题过多且技术已经落后,俄罗斯于2000年宣布了“穹顶”(Kupol)天基预警计划,也称为“统一航天系统”(EKS),系统包括大椭圆轨道(HEO)卫星和地球同步轨道(GEO)卫星。

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图3)

过时的“眼睛”(左)和“预报”(右)卫星

2002年,俄国防部指定俄罗斯彗星中央科学研究院(TsNII Kometa)为“穹顶”系统的主承包商。2007年,俄国防部又授予俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团(RKK Energia)合同用于研发“穹顶”系统。

2015年11月17日,俄罗斯开始了“穹顶”系统的部署,发射的卫星命名为“苔原”。截至2021年11月25日,俄罗斯共发射5颗“苔原”卫星,均部署在大椭圆轨道。

图表:俄罗斯“苔原”卫星发射情况

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图4)

资料来源:调研整理

卫星平台

“苔原”卫星采用RKK Energia集团开发的“通用卫星平台”(USP)。该卫星平台没有配置加压舱,结构框架、太阳能电池阵列以及星载天线采用基于复合材料的夹层蜂窝结构制造,被动热控制系统基于热管技术,供电系统基于太阳能电池阵列和镍氢蓄电池,运动控制系统基于光学传感器、高精度角速度计和动量轮,电推进系统采用氙气作为工质。平台具体参数如下:

图表:俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团“通用卫星平台”技术参数

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图5)

资料来源:俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团官网

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图6)

“通用卫星平台”结构图

2019年,“苔原”卫星有效载荷的研制单位TsNII Kometa研究院发布了“苔原”卫星的分解图,如下图所示。

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图7)

“苔原”卫星分解图

主要光学载荷

据美媒推测,“苔原”卫星的主要光学载荷是Irtysh-E低温冷却红外相机,由TsNII Kometa研究院下属光学和电子仪器制造科学研究所(NII OEP)提供,具有广角和窄角模式。

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图8)

Irtysh-E相机的窄角光学系统(左)和广角光学系统(右)

2017年10月6日,俄罗斯努德尔曼精密工程设计局(英:KB Tochmash,俄:КБ Точмаш)发布的新闻稿称,随着该设计局开发的深冷系统在第二个14K032飞行器(即“苔原”卫星)上成功进行测试,该局获得了部门奖项。KB Tochmash设计局的年度报告中将该系统称为SGO-RF。几乎可以确定该设计局在2016年提交的一项天基冷却系统专利(专利名为“一种具有循环操作模式的地球远程监视空间红外仪器热稳定系统”)是为“苔原”卫星设计的。该冷却系统采用两个斯特林闭式循环低温冷却器,可以将冷却剂(氩气)保持在适当温度,两个低温冷却器依次使用,且仅在相机不工作时启动,以避免振动影响成像。该系统设计使用寿命为10000小时,可确保有效载荷保持运行7~10年。

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图9)

由KB Tochmash设计局开发的低温冷却系统示意图。两个斯特林低温冷却器位于位置2和10,冷却剂(氩气)位于位置1,成像探测器位于位置5

卫星次要载荷

据推测,“苔原”卫星的次要载荷包括俄罗斯精密仪器系统科学生产联合体(NPK SPP)生产的核爆炸探测器。核爆炸探测器能检测到核爆炸产生的各种射线和辐射能量,并对核爆炸进行评估。平时可用来监视核试验,监督核条约的执行情况,战时可以评估攻击效果。

此外,“苔原”卫星可能携带有一个通信有效载荷,能够提供一定程度的通信服务,可在核战争等紧急情况下进行军事通信,将信息传输给俄军反导部队或者将作战指令传输给俄军战略导弹部队以对核打击做出反应。

图表:“苔原”卫星制造商统计

浅析俄罗斯“穹顶”天基导弹预警系统(图10)

资料来源:调研整理

地面控制设施

“穹顶”系统继续使用“眼睛”/“预报”系统原有的卫星地面控制中心,并对其进行升级改造,以适应新系统的使用要求。西部控制中心设在谢尔普霍夫-15军事管制区(位于卡卢加地区的库里洛沃镇附近),东部控制中心位于俄罗斯远东地区的共青城附近。

应用情况

2019年12月,俄罗斯国防部副部长阿列克谢·克里沃鲁奇科对媒体披露称,“穹顶”系统不仅可以探测到洲际弹道导弹和潜射弹道导弹的发射,还可以探测到中程导弹、短程导弹和火箭的发射。截至当时,“穹顶”系统在试验性战斗执勤期间已探测到64枚弹道导弹发射(其中35枚非俄罗斯弹道导弹)和136枚运载火箭(其中97枚非俄罗斯运载火箭)发射。

小结:

在开始部署“穹顶”系统之前,俄罗斯已于2015年1月退役了最后两颗“眼睛”系列导弹预警卫星,天基预警能力完全丧失。“苔原”卫星的部署使俄罗斯逐渐恢复天基预警能力。俄罗斯计划在2024年之前完成“苔原”卫星的完全组网运行,届时由其组成的“穹顶”系统将成为技术、规模、能力仅次于美国“天基红外系统”的天基预警系统。


参考资料
[1]The Space Review.EKS:Russia’s space-based missile early warning system.
[2]RSC Energia.Universal Space Platform.
[3]КБ Точмаш.Сотрудники КБточмаш отмечены наградами.
[4]Russian Space Web.Russia begins reviving its early-warning satellite system.
[5]NASA SPACEFLIGHT.EKS/Tundra early warning satellites
[6]赵荣,张显.俄罗斯导弹预警卫星系统最新发展[J].国际太空,2020(03):41-46.



来源:高端装备产业研究中心 

栏目导航NAVIGATION