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【科普中国军事科技】高高在上的航天卫星,如何侦察百米水下的潜艇?

来源:光明网-科普中国2023-09-19 10:01

  可能有人会问在遥远的太空运行的卫星是否能捕捉到水下的潜艇?哪种卫星可用于探测潜艇呢?卫星也是海军强国反潜装备体系的重要组成部分,其中,海洋监视卫星是战略反潜预警的重要情报来源,星上搭载有侦察、监视、通信等系统。

【科普中国军事科技】高高在上的航天卫星,如何侦察百米水下的潜艇?

  卫星对潜探测装备主要用于监视敌方潜艇进出港、停泊情况,以及潜艇航行的尾流等。它的优势在于探测范围广、速度快,不受地理环境和海域的限制,可定期获取某个海域的情报,或是根据获取的海水温度变化,判断水下是否有潜航的潜艇;它的劣势是受过顶时间的限制,难以持续对潜艇进行跟踪监视,对大潜深的潜艇目前缺乏有效的探测手段。

  各国海军现在还没有专门用于反潜探测的卫星,对潜探测任务主要由海洋监视卫星承担,根据卫星上的任务规划系统,执行特定的任务。海洋监视卫星的探测手段主要是雷达和光学设备,包括可见光/红外/微波等,以及电子侦察设备,可以全天候地对大洋进行监测,有效鉴别敌舰的航向和航速,准确确定其位置,并且可以探测水下潜航的核潜艇,为作战指挥、决策提供海上目标的动态情报,为武器系统提供超视距目标指示,同时还可为本国的舰艇提供海面状况和海洋特性等重要数据。

  海洋监视卫星还可通过侦收目标电磁辐射信号实现探测、监视海上舰船和潜艇的活动,是对海上目标进行监视的有效手段。海洋监视卫星轨道相对较高,覆盖海域宽阔,通常采取多颗卫星组网的侦察体制,以达到连续监视、提高探测概率和定位精度的目的。

  美国海军原计划研制第三代海洋监视卫星,即由3颗卫星组成的“天基广域监视系统”。2000年,美国国防部将各军种的天基系统合并为“联合天基广域监视系统”。该系统采用两颗“入侵者”卫星组网方式工作,兼顾了被动电子侦察和主动扫描两种探测模式,同时满足海军海洋监视和空军战略防空的侦察需求,具有全天候的全球监视能力。2022年发射了NOSS-3 9A/B卫星。

  该卫星轨道倾角63.4度,轨道高度约1200公里,星上装有红外成像侦察系统,通过卫星上的高灵敏度红外CCD相机扫描海面,获取目标的红外图像,经处理后判明海面热源的种类,判定是否为潜艇。星上的红外成像探测设备的灵敏度号称可以探测到水温0.1K的变化。

  此外,美国可为海军提供反潜情报的卫星还有成像卫星、电子侦察卫星等。成像卫星分为雷达成像卫星和光学成像卫星。根据卫星的雷达成像和光学成像,分辨停泊在港口的潜艇和其他舰船,以及舰船、潜艇航行时产生的尾迹,舰船和潜艇因外形的不同,形成的航行尾迹不一样,所以可以从获取的图像分辨出舰船或潜艇。另外,潜艇在水下航行,尤其是核潜艇产生的热量会引发海水温度发生变化,这些给卫星探测提供了机会。

  美国4型成像卫星的探测能力大致如下:“锁眼”12光学成像侦察卫星的可见光分辨率为0.1~0.15米,红外分辨率为0.6~1米。“长曲棍球”雷达成像卫星可发现在水下几十米深度航行的潜艇。具有全天候、全天时侦察能力,空间分辨率可达0.3~1米。“未来成像体系-雷达”卫星是美国新一代雷达成像卫星,分辨率达到0.15米。

  增强型成像卫星搭载有光学传感器和合成孔径雷达两种成像设备,卫星视场覆盖区域比“锁眼”12卫星提高了8倍,数据传输速度也提升了8倍,所以也称为8X卫星。

  电子侦察卫星主要通过星载设备监视和跟踪敌方雷达、通信等系统发射的电磁信号,从截获的信号中提取敌方对潜通信和潜艇辐射的电磁信号,从而判断敌潜艇的大致位置。

  科普主讲人:侯建军(海军专家)

  科学审核:费伯禹(军事内容资深编审)

  监制:战钊

  导演:金赫

  摄影:小鹏

  后期:珞岩

  出品:中国科协科普部 光明网传媒有限公司

[ 责编:肖春芳 ]
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